Uudet Hoitomahdollisuudet Sädehoidossa. Sairaalafyysikko Jan-Erik Palmgren KYS SyöpäKeskus

Transkriptio

1 Uudet Hoitomahdollisuudet Sädehoidossa Sairaalafyysikko Jan-Erik Palmgren KYS SyöpäKeskus

2 Haasteet Globaalisti (2008) 12,7 m uutta syöpätapausta / vuosi arvio: 17 m vuonna ,6 m ihmistä kuolee syöpään / vuosi Syöpä suurin tappaja sydäntaudit 7,25 m aivoverenkierto-ongelmat 6,0 m Syövän tutkimukseen käytetään rahaa n. 50 mrd $ / vuosi $ tähän mennessä Kaikista syöpäpotilaista sädehoitoa saa 50 % Sädehoito on tärkeä apuväline syövänhoidossa

3 Sädehoidon historiaa ja tulevaisuutta 1900 Sädehoidon alkuvaiheet : rtg säteet ja radium 1950 Lineaarikiihdytin 1980 Kentänmuokkaus tekniikat 1995 Sädehoidon kuvantaohjaus 1995 IMRT vallankumous 2005 Stereotaktisten hoitojen läpimurto Tulevaisuus Biologinen ja molekylaarinen kuvantaminen Funktionaalinen kuvantaminen Biologinen annosoptimointi annossuunnittelussa Uudet hoitotekniikat ja laitteet Hoitovasteen non-invasiivinen mittaaminen hoidon aikana Yksilölliset hoidot Ennen tappavan taudin muuttaminen hoidettavaksi

4 Sädehoidon kuvantaminen TT pohjainen kuvantaminen nykypäivää kaikilla potilailla Sädehoidon simulaattori (läpivalaisu) katoamassa MRI kuvaus hoitokohteen määrittämistä varten on yleistynyt ja on rutiinia jo tietyillä potilasryhmillä MRI pohjainen simulointi ilman TT kuvausta on myös tulossa Tiheyden saaminen ongelmana fmri apuna tuumorialueen ja kriittisten alueiden määrittämisesssa Perfuusio TT apuna esim. prostatan kuvantamisessa PET kuvauksella saadaan tietoa tuumorin aktiivisuudesta ja mahdollistaa esim. sädeannoksen lisäämisen ko. alueille

5 annossuunnittelu Nykypäivää: Automaattiset Atlaspohjaiset rakenteidenpiirto-ohjelmat käyttävät hyväksi uusia kuvantamismenetelmiä Tulevaisuutta: Automaattiset Knowlede-based tuumorinpiirto-ohjelmat kokeneiden onkologien luomat tuumorikirjastot deformable image registration Automaattiset kuva-analyysiin pohjautuvat piirtoavustajat

6 annossuunnittelu Rakenteiden piirto ja kuvien katselu siirtyy suurilta työasemilta WEBpohjaisiksi sovelluksiksi Henkilökohtaiset kannettavat laitteet kuvien katselu rakenteiden piirto suunnitelma tarkistus ja hyväksyntä potilaan hoidon vaiheen tarkistus tulevaisuudessa: annossuunnittelu

7 Hoitotekniikat Laitekehitys sädehoitoalalla ollut radikaalia Uusia säteilylajeja on voitu ottaa käyttöön kliinisesti partikkelihoidot Uusia lähestymistapoja sädehoidon antamiseen Kaarihoidot Tomoterapia Vero CyberKnife

8 Particle therapies Heavy ion therapies Mahdollisuus käyttää useita hiukkasia protonit pi0nit hiili-ionit neutronit elektronit Ei Suomessa, lähin Uppsalassa

9 Protonihoidot Edut: Braggin piikki: Ei säteilyä hoitokohteen taakse Pienempi tervekudosannos Hiukkasella suurempi massa = Suurempi biologinen vaikutus (Hiili-ioni) Braggin piikin syvyyttä voidaan muuttaa muuttamalla energiaa Leveyttä voidaan muuttaa Varattua hiukkassuihkua on helppo ohjata (vanha putki TV) Paikkaa voidaan muuttaa

10 Protonihoidon käytännön erot Lapsipotilaat!

11 Uuden sukupolven hoitokoneet Käytetään fotonisäteilyä Hoidon suuntaus kohteeseen eri tavalla Integroidut hoidonaikaiset kuvantamismenetelmät Potilaan automaattinen hoitoasentoon asettelu

12 Kaarihoidot VMAT & RapidArc Hoitotekniikka Toteutetaan perinteisellä kiihdyttimellä Hoidon aikana gantry kääntyy ja MLC liikkuu IMRT:n indikaatiot Nopeampi kuin IMRT Nykypäivää

13 Tomotherapy Kokokehon IMRT hoitolaite Kiihdytin sijoitettu renkaaseen Hoidon aikana potilas liukuu putkeen ja hoito tapahtuu gantryn pyöriessä potilaan ympäri Integroitu MVCT kuvaus vrt. TT kuvaus Lähin Ruotsissa (Lund)

14 Tomotherapy Binaarinen MLC Periaate Erot

15 Vero Kokokehon stereotaktinen hoitolaite 16 asennettua maailmassa, Brysselissä lähin Robottitekniikkaan perustuva sädehoitolaite Integroitu hoidonaikainen kuvantaminen Automaattinen potilasasettelu Kiihdytin ja rtg-putket renkaassa, joka pyörii ja kääntyy potilaan ympäri Hoitokohteet: Lung Tumors/Metastases Liver Tumors/Metastases Prostate Cancer/Metastases Spine Tumors/Metastases Head & Neck Tumors/Metastases

16 CyberKnife Kuopiossa pohjoismaiden ainoa laite (n. 300 asennettu) Robottitekniikkaan perustuva sädehoitolaite Jatkuva hoidonaikainen kuvantaminen Kykenee hoitamaan kohteen alle 0,3 mm tarkkuudella: robotiikka, automaattinen kuvantaohjaus Yleisimmät hoitokohteet: keskushermoston alue, prostata, keuhkot, maksa, haima ja metastaasit Hoitovaihtoehto kirurgialle tietyissä tapauksissa Kuvantamisohjausjärjestelmä joka kykenee ohjamaan hoitoa liikkuvan kohteen mukaisesti reaaliajassa Suuremmat annosgradientit: vähemmän säteilyä viereisiin kudoksiin Tarkkuus sekä kuvantamisjärjestelmä mahdollistavat hypofraktioinnin Uudelleensädetyksen paremmat mahdollisuudet

17 CYBERKNIFE Röntgenputket katossa kuvantamisohjausta varten 6 MV korkeaannosnopeuksinen lineaarikiihdytin Hengitystahdistus kamera seuraa potilaan rintakehän liikettä rinnalle kiinnitettävien ledien avulla Teollisuusrobotti KuKa kr-240 Kuvalevyt upotettuna lattiaan Hoitopöytä toisen robotin käsivarren päässä 6D liikkeet

18 CyberKnife Kenttäkoot CyberKnife käyttää hoidossa ympyräkenttiä, jotka se luo ympyräkollimaattoreiden avulla 12 kpl (koot: 5, 7.5, 10,12,15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 ja 60mm) Ei kenttäkokorajoitusta! CyberKnife osaa käydä vaihtamassa oikean kollimaaattorin hoidon aikana Iiris-kollimaattori on laite, jolla voidaan toteuttaa kaikki kenttäkoot kollimaattoria vaihtamatta 12 volframiliuskaa joilla voidaan tehdä 12-kulmainen ympyränmuotoinen aukko 0,1 mm tarkkuus

19 Hoidonaikainen kuvantaminen Jos hoitokohde liikkuu paljon hoidon aikana laite kykenee automaattisesti kasvattamaan kuvantamisfrekvenssiä Tihein kuvantamisväli 5 s, normaalisti n. 60 s CyberKnife kuvaa potilasta hoidon aikana ja korjaa havaitut muutokset automaattisesti. Jos potilas liikahtaa paljon hoito keskeytyy -> uudlleenasettelu / tarkistus -> hoidon jatkaminen Kuvia otetaan runsaasti hoitojakson aikana -> säteilyannos kuitenkin tyypillisesti alle prosentin luokkaa kokonaisannoksesta

20 Hengitys seuranta Jos kohde liikkuu säännöllisesti -> malli -> seuranta Esim. hengitysliike Jos kohde liikkuu epäsäännöllisesti -> kuvaus -> korjaus -> kuvaus jne... Potilaan liikkuminen Elimien liikkumiset Seuraamistavat: Kultamarkkerit Metalliset implantit Stentit Leikkausklipsit tietyin varauksin Luiset rakenteet (ranka) Kallo Tiiviit keuhkotuumorit Vartalolla olevat ledit

21 CyberKnife Annossuunnittelu Multiplan annossuunnitteluohjelma Suunnitelmat tehdään CTkuvien pohjalta: DRRkuvat ja annoslaskenta Tyypillisessä hoidossa hoitosuuntaa, ei isosentriä, nonkoplanaarinen Hoitokenttien suuntaa ei valita Suunnitelma optimoidaan, Ray-Tracing ja MC laskenta Annossuunnitelma tekeminen työmäärältään verrattavissa IMRT suunnitteluun

22 Ei-Isosentrinen? Ei-koplanaarinen? Non-Isocentric? Non-Coplanary? Non-Isocentric Beam Delivery Non-Coplanary Beam Delivery

23 Hoidon kestoaika Hoitoaikaan vaikuttaa: 1.Suunnitelma 2.Hoitokohteen koko 3.Käytettyjen kollimaattoreiden määrä 4.Iiris 5.Hoitoannos 6.Potilaan / hoitokohteen liikkuminen 7.Ongelmat Tyypillisiä hoitoaikoja: Kallonsisäinen: min Prostata: min Keuhko: min Haima: min Maksa: min

24 Radiosurgery vs. Radiotherapy

25 CYBERKNIFE MAAILMALLA

26 Tulevaisuudessa Sädehoidossa Sädehoito + Funktionaalinen kuvantaminen sädehoidon apuna + Erilaiset hoitolaitteet + Miniprotonihoitolaitteet + Tarkkuus + osumatarkkuus laskentatarkkuus piirtototarkkuus Fiksoinnin tarve - Annosgradientti + Hypofraktiointi + Hoitovasteen arviointi hoidon aikana + Räätälöidyt fraktiointikaavat + Yksilölliset hoidot + Hoitotulokset +