Способ тотального облучения костного мозга и лимфатической системы Российский патент 2023 года по МПК A61N5/10 

Изобретение относится к медицине, а именно к радиотерапии, и может найти применение в лучевой терапии онкологических больных.

Тотальное облучение костного мозга и лимфатической системы (ТОКМиЛС), так же, как и тотальное облучение тела (ТОТ) применяется в лечении различных заболеваний злокачественной и незлокачественной природы, преимущественно гемобластозов, и является важным компонентом кондиционирования перед трансплантацией костного мозга, обеспечивая противоопухолевый, миелосупрессивный и иммуносупрессивный эффекты.

Классические методы ТОТ основаны на облучении тела пациента со встречных радиационных полей при большом расстоянии от источника излучения до поверхности тела. Такой способ облучения тела сложился исторически и обусловлен имеющимися в распоряжении лучевых терапевтов на момент зарождения метода техническими средствами. Для того чтобы одномоментно облучить протяженную мишень, например тело человека, нужно расположить пациента настолько далеко от источника излучения, чтобы он полностью поместился в поле облучения. Для осуществления такого метода необходимо иметь процедурное помещение достаточного размера, что часто становится непреодолимым препятствием.

Также можно использовать несколько радиационных полей, перекрывающих друг друга. При ограниченном размере поля возникает необходимость применения нескольких полей для охвата всей мишени, то есть всего тела пациента. При этом в месте стыковки полей образуются нежелательные зоны с избыточной или недостаточной дозой. Классические методы ТОТ требуют использования дополнительного оборудования, устройств иммобилизации, блоков для защиты легких, оборудования для доставки электронных пучков, болюсов, компенсаторов, специальных устройств для дозиметрии и калибровки, что делает применение всех этих методов достаточно трудоемкой и нетривиальной задачей. И даже при этом не гарантируется точное подведение планируемой дозы.

Однако в уровне техники известен способ тотального облучения тела с использованием ротационной лучевой терапии, модулированной по объему (VMAT), в котором решен ряд вышеописанных проблем (Логинова А.А., Кобызева Д.А., Дозиметрическая оценка методики тотального облучения тела пациентов детского возраста с онкогематологической патологией, 2017 г., Т. 75., № 3, с. 17-23, Логинова А.А. и др., Сравнение методов тотального облучения тела с использованием Tomotherapy и ротационной лучевой терапии, модулированной по объему на ускорителе Elekta: Опыт одного центра, Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии, 2019 г., Т.18, № 4, с. 49-57). Способ заключается в использовании при создании индивидуального плана облучения пациента нескольких компланарных 360° арок, подводящихся по технологии VMAT, двигающихся по и против часовой стрелки, с разным положением изоцентров, отличающихся друг от друга только по положению продольной координаты, энергия пучков фотонов 6 и 10 МэВ, положение коллиматора 90 градусов. Ассиметричное положение шторок коллиматора и размер полей выбираются в соответствии с индивидуальной анатомией пациента таким образом, чтобы обеспечить покрытие соответствующих им условных областей тела пациента: область головы и шеи, область легких и почек, область таза, ноги, - и максимизировать свободу движения лепестков коллиматора. Поля располагаются так, чтобы их перекрытие по продольной оси составляло от 2 до 4 см на уровне изоцентра, обеспечивая тем самым возможность автоматической оптимизации дозы в областях перекрытия полей. При этом область перекрытия полей выбирается таким образом, чтобы отсутствовало пересечение с органами риска - хрусталиками, легкими и почками. Для пациентов ростом более 120 см область расчета дозы разделяется на две серии изображений - «верхнюю» и «нижнюю» часть тела. Дозиметрические планы на нижнюю часть тела рассчитываются с использованием противолежащих полей, методика трехмерной конформной лучевой терапии (3D-CRT). Однако способ обладает рядом существенных недостатков. Во-первых, проведение ТОТ не позволяет снижать дозу в таких органах риска, как сердце, печень, мочевой пузырь и кишечник, они получают полную дозу. Во-вторых, эскалация дозы с целью достижения лучших результатов терапии невозможна, ввиду неизбежного увеличения токсичности лучевой терапии.

При проведении ТОКМиЛС требуется облучить мишень больших размеров, имеющую нерегулярную форму и толщину, гетерогенную по своему составу. При этом необходимо обеспечить как можно более однородное распределение дозы в мишени и снизить до заданных уровней дозу в органах риска.

Технический результат заключается в оптимизации эффективности и безопасности лучевого лечения пациентов с различными заболеваниями злокачественной и незлокачественной природы, преимущественно гемобластозов, за счет снижения дозы облучения в таких органах риска, как сердце, печень, мочевой пузырь и кишечник, возможности эскалации дозы для достижения лучших результатов терапии, усовершенствования методики стыковки радиационных полей между «верхней» и «нижней» сериями изображений пациента, позволяющей равномерно и безопасно облучить область стыковки между «верхней» и «нижней» сериями изображений пациента путем уменьшения влияния возможного сдвига пациента по продольной оси во время лечения на итоговое распределение дозы при проведении ТОКМиЛС пациентов на классических медицинских линейных ускорителях в процедурных помещениях любого размера с использованием стандартного оснащения отделений лучевой терапии.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе тотального облучения костного мозга и лимфатической системы пациента при планировании в качестве мишени используется не все тело, а костный мозг и лимфатическая система, оптимизируется доза в органах риска, не только таких как хрусталики, легкие и почки, но и в сердце, печени, мочевом пузыре и кишечнике, рассчитываются планы на «верхнюю» и «нижнюю» часть тела с эскалацией дозы на костный мозг при необходимости и применением усовершенствованной методики стыковки радиационных полей между «верхней» и «нижней» сериями изображений пациента, причем в плане на «нижнюю» часть тела используются несколько компланарных 360° арок с энергией пучков фотонов 6 МэВ, подводящихся по технологии VMAT, двигающихся по и против часовой стрелки, с разным положением изоцентров, отличающихся друг от друга только по положению продольной координаты, после чего проводится облучение пациента на линейном ускорителе.

Способ тотального облучения костного мозга и лимфатической системы проводят следующим образом: для облучения пациента используют нескольких компланарных 360° арок, подводящихся по технологии VMAT, двигающихся по и против часовой стрелки, с разным положением изоцентров, отличающихся друг от друга только по положению продольной координаты, энергия пучков фотонов 6 и 10 МэВ, положение коллиматора 90 градусов, ассиметричное положение шторок коллиматора и размер полей выбирают в соответствии с индивидуальной анатомией пациента таким образом, чтобы обеспечить покрытие соответствующих им условных областей тела пациента: область головы и шеи, область легких и почек, область таза, ноги, - и максимизировать свободу движения лепестков коллиматора, поля располагаются так, чтобы их перекрытие по продольной оси составляло от 2 до 4 см на уровне изоцентра, обеспечивая тем самым возможность автоматической оптимизации дозы в областях перекрытия полей; при этом область перекрытия полей выбирают таким образом, чтобы отсутствовало их пересечение с органами риска, для пациентов ростом более 120 см область расчета дозы разделяют на две серии изображений - «верхнюю» и «нижнюю» часть тела, при планировании в качестве мишени используют не все тело, а костный мозг и лимфатическую систему, при необходимости эскалируют дозу на костный мозг, оптимизируют дозу в органах риска, не только таких как хрусталики, легкие и почки, но и в сердце, печени, мочевом пузыре, кишечнике, а также рассчитывают планы на нижнюю часть тела только с использованием нескольких компланарных 360° арок с энергией пучков фотонов 6 МэВ, подводящихся по технологии VMAT, двигающихся по и против часовой стрелки, с разным положением изоцентров, отличающихся друг от друга только по положению продольной координаты при этом, при создании плана на «верхнюю» серию изображений пациента в зоне стыковки мишень разделяют на 5 дополнительных последовательных объемов, которые получают следующие значения доз 91,7%, 75%, 50%, 25%, 8,3% от предписания на мишень, затем эти же объемы выделяют на «нижней» серии изображений, и при планировании на них предписывают 8,3%, 25%, 50%, 75%, 91,7% дозы, что в результате позволяет получить суммарную дозу 100% на каждый из объемов. Ниже представлены схематические изображения процедуры облучения «верхней» части тела пациента способом ТОКМиЛС (Фиг.1) и «нижней» части тела пациента способом ТОКМиЛС (Фиг.2).

Описанный технический результат подтверждается в следующем примере.

Пример

Пациентка Д., 7 лет, диагноз - Острый недифференцированный лейкоз, t(10;11), ЦНС I, клинико-гематологическая MRD-позитивная ремиссия.

Учитывая редкий вариант лейкоза с экспрессией как лимфоидной, так и миелоидной линий дифференцировки, а также отсутствие общих стандартов терапии, пациентке было показано облучение костного мозга и лимфатической системы дозой 12 Гр с эскалацией дозы на костный мозг до 15 Гр. Распределение дозы, полученное способом ТОКМиЛС, показано на фиг.3. Доза в органах риска не превышала следующих значений: объем легких, получающих дозу 8 Гр составляет от 39% до 41%. Значение средней дозы в почках - меньше 8 Гр, средняя доза в печени и сердце - меньше 11 Гр. В кишечнике - меньше 10 Гр. Объем легких, получающих дозу 8 Гр составляет от 36,5% до 41%. Значение средней дозы в почках - меньше 8 Гр, в хрусталиках глаза - меньше 6 Гр, в печени - меньше 12 Гр. Гистограммы доза-объем для мишени и органов риска представлены на фиг.4.

Таким образом, потенциальными преимуществами изобретения являются возможность эскалации дозы на определенные участки мишени с целью снижения риска рецидивов для определенной когорты пациентов и снижение дозы не только в легких, почках и хрусталиках, но и в остальных органах: печени, сердце, кишечнике, мочевом пузыре и др. В данном изобретении усовершенствована методика стыковки радиационных полей между «верхней» и «нижней» сериями изображений пациента, позволяющая равномерно и безопасно облучить область стыковки между «верхней» и «нижней» сериями изображений пациента путем уменьшения влияния возможного сдвига пациента по продольной оси во время лечения на итоговое распределение дозы.

Изобретение относится к медицине, а именно к радиотерапии, и может быть использовано для тотального облучения костного мозга и лимфатической системы. Применяют методику ротационной лучевой терапии, модулированной по объему. При планировании в качестве мишени используют не все тело, а костный мозг и лимфатическую систему. Оптимизируют дозу в органах риска: хрусталики, легкие и почки, а также дополнительно в сердце, печени, мочевом пузыре и кишечнике. Рассчитывают планы на верхнюю и нижнюю части тела с эскалацией дозы на костный мозг. При этом стыковку радиационных полей между серией изображений верхней части тела пациента и серией изображений нижней части тела пациента осуществляют таким образом, что при создании плана на серию изображений верхней части тела пациента в зоне стыковки мишень разделяют на 5 последовательных объемов, которые получают значения доз 91,7%, 75%, 50%, 25%, 8,3% от предписания на мишень. Затем эти же объемы выделяют на серии изображений нижней части тела пациента, которые получают значения доз 8,3%, 25%, 50%, 75%, 91,7% от предписания на мишень. Причем в плане на нижнюю часть тела используют компланарные 3600 арки с энергией пучков фотонов 6 МэВ, подводящиеся по технологии VMAT, двигающиеся по и против часовой стрелки, с разным положением изоцентров, отличающихся друг от друга только по положению продольной координаты. После чего проводят облучение пациента на линейном ускорителе. Способ обеспечивает эффективное и безопасное лучевое лечение пациентов с различными заболеваниями злокачественной и незлокачественной природы за счет снижения дозы облучения в органах риска, усовершенствования методики стыковки радиационных полей между сериями изображений верхней и нижней частей тела пациента, позволяющей равномерно и безопасно облучить область стыковки путем уменьшения влияния возможного сдвига пациента по продольной оси во время лечения на итоговое распределение дозы. 4 ил., 1 пр.

Способ тотального облучения костного мозга и лимфатической системы, заключающийся в том, что применяют методику ротационной лучевой терапии, модулированной по объему, а при планировании в качестве мишени используют не все тело, а костный мозг и лимфатическую систему, оптимизируют дозу в органах риска: хрусталики, легкие и почки, а также дополнительно в сердце, печени, мочевом пузыре и кишечнике, рассчитывают планы на верхнюю и нижнюю части тела с эскалацией дозы на костный мозг, при этом стыковку радиационных полей между серией изображений верхней части тела пациента и серией изображений нижней части тела пациента осуществляют таким образом, что при создании плана на серию изображений верхней части тела пациента в зоне стыковки мишень разделяют на 5 последовательных объемов, которые получают значения доз 91,7%, 75%, 50%, 25%, 8,3% от предписания на мишень, затем эти же объемы выделяют на серии изображений нижней части тела пациента, которые получают значения доз 8,3%, 25%, 50%, 75%, 91,7% от предписания на мишень, причем в плане на нижнюю часть тела используют компланарные 3600 арки с энергией пучков фотонов 6 МэВ, подводящиеся по технологии VMAT, двигающиеся по и против часовой стрелки, с разным положением изоцентров, отличающихся друг от друга только по положению продольной координаты, после чего проводят облучение пациента на линейном ускорителе.