Page 55 - IFM_201402 całość 150 dpi

Inżynier i Fizyk Medyczny 2/2014 vol. 3

105

radioterapia

/

radiotherapy

artykuł naukowy

/

scientific paper

w urządzenia do obrazowej weryfikacji ułożenia chorego. Począt-

kowo były to urządzenia bazujące na wysokoenergetycznym pro-

mieniowaniumegawoltowym. Z tego powodu uzyskiwane obrazy

nie były najlepszej jakości, chociaż zabiegi informatyków, obróbka

cyfrowa znacznie poprawiały ich jakość. Na początku XXI wieku

pojawiły się urządzenia, które bazowały na obrazowaniu kilowol-

towym [10-12]. Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego

znacznie poprawiło jakość uzyskiwanych obrazów. Pojawiły się

więc rozwiązania techniczne, które pomagają zminimalizować

skutki zmiany położenia narządów w czasie seansu terapeutycz-

nego. Obecnie stosowane są dwa rozwiązania: bramkowanie

oddechowe i śledzenie zmiany położenia guza nowotworowego

w czasie seansu terapeutycznego. Pierwsze rozwiązanie pole-

ga na wyłączeniu emisji promieniowania, kiedy guz znajduje się

poza wiązką promieniowania, np. wskutek ruchów oddechowych

pacjenta. Drugie rozwiązanie polega na skorelowaniu położenia

wiązki promieniowania z położeniem guza nowotworowego.

Akceleratory stosowane w radioterapii

Aparatem terapeutycznym, obecnie powszechnie stosowanym

w rutynowej radioterapii, jest liniowy przyspieszacz elektronów.

Wiązka promieniowania elektronowego generowana jest wdziale

elektronowym [8], wstrzykiwana do sekcji przyspieszającej z falą

bieżącą lub stojącą i przyspieszana do prędkości bliskiej prędkości

światła. Opuszczając sekcję przyspieszającą, elektrony przecho-

dzą przez cewkę elektromagnesu, aby wyeliminować z wiązki te,

których energia nie mieści się w założonym zakresie. Następnie

istnieją dwie możliwości: elektrony padają na folię rozpraszającą

– wskutek oddziaływania ich energia i masa zostają zamienione na

promieniowanie hamowania i w takiej postaci – jako promienio-

wanie fotonowe (X – rentgenowskie) – opuszczają głowicę akcele-

ratora; mogą również opuścić głowicę bez zamiany na promienio-

wanie fotonowe, wówczas stosuje się do napromieniania chorego

promieniowanie elektronowe. Zasada przyspieszania elektronów

i generowania promieniowania fotonowego jest wspólnym mia-

nownikiem dla wszystkich stosowanych radioterapii aparatów te-

rapeutycznych, czyli klasycznego akceleratora biomedycznego,

tomoterapii i CyberKnife. Jest jeszcze jeden wspólny mianownik

tych akceleratorów – informatyka. Bez rozwoju informatyki roz-

wój akceleratorów biomedycznych byłby niemożliwy. Obecnie

współczesny akcelerator biomedyczny, stosowany w praktyce kli-

nicznej, jest częścią „linii terapeutycznej” i tylko jako jej element

może być optymalnie wykorzystany.

Klasyczny akcelerator terapeutyczny

Pojęciem tym określany jest aparat terapeutyczny stosowany

od początku lat siedemdziesiątych ubiegłego wieku, w Polsce

od początku lat osiemdziesiątych.

W urządzeniu tym sekcja przyspieszająca obraca się w jednej

płaszczyźnie, wokół stołu terapeutycznego, na którym ułożony

jest pacjent. W ten sposób napromienia się chorego, stosując

różne kąty wejścia wiązki. Możliwe jest także stosowanie tech-

niki obrotowej (

ArcTherapy

) polegającej na obrocie głowicy ak-

celeratora wokół pacjenta z włączoną ekspozycją promieniowa-

nia. Wyjściowa, zerowa pozycja stołu terapeutycznego pozwala

na realizację techniki napromieniania w momencie, gdy wiązki

są w jednej płaszczyźnie. Jednak obrót stołu terapeutycznego

umożliwia napromienianie chorego w technice niewspółpłasz-

czyznowej, co znacznie poprawia rozkłady dawek [9]. Zmiana

położenia stołu terapeutycznego umożliwia zdefiniowanie róż-

nych punktów referencyjnych, czyli tych, w których definiowana

jest dawka terapeutyczna. Oznacza to możliwość leczenia jed-

noczasowego kilku zmian nowotworowych. Obecnie integralną

częścią akceleratora jest kolimator wielolistkowy, który umożli-

wia formowanie kształtu pola wiązki zgodnego z rzutem guza

w płaszczyźnie prostopadłej do osi wiązki (Fot. 3).

Fot. 3

A – współczesny akcelerator biomedyczny [10] wyposażony w dwa niezależne

systemy weryfikacji obrazowej: megawoltowe i kilowoltowe; B – kolimator wielolist-

kowy, umożliwia kształtowanie wymiaru wiązki promieniowania, dostosowując go

do kształtu guza nowotworowego, w płaszczyźnie prostopadłej do jej osi; C – kształt

(linie żółte) pola wiązki dostosowanej do formy guza nowotworowego (kolor czer-

wony), kolor: zielony i niebieski to struktury anatomiczne, które nie powinny zaab-

sorbować dużej dawki

W połowie lat dziewięćdziesiątych opracowano technikę IMRT

(

Intensity Modulated RadioTherapy

), w której listki kolimatora poru-

szały się w czasie seansu terapeutycznego. Istnieją dwa sposoby

realizacji tej techniki napromieniania: listki w sposób ciągły w cza-

sie włączonej ekspozycji promieniowania przesuwają się z różną

prędkością (

sliding windows

) lub zmieniają swoje położenie, kiedy

C

A

B