Сканеры для рентгеновской компьютерной томографии и их роль при планировании лучевой терапии

Основной причиной смертности на Западе является рак, занимаю­щий второе место всле^за сердечно-сосудистыми заболеваниями, В целом 30% заболевших раком пациентов излечиваются и возвраща­ются к нормальной жизни.

Успех лучевой терапии зависит от того, насколько точно обеспе­чивается облучение опухоли и ее микроскопических проростков гу­бительными для опухоли дозами, поэтому весьма существенно точ­но определять местоположение и границы опухоли При ПОМОЩИ клинического обследования с применением оптимальных методов визуализации для конкретного случая ее локализации. Наличие нор­мальных, близлежащих к опухоли органов ограничивает величину радиационной дозы вследствие присущей им специфической радио- чувствительности. Если радиационная переносимость органов не будет учитываться при планировании лучевой терапии, то нормаль­ные ткани будут испытывать постоянное повреждающее воздейст­вие.

Обычно локализация опухоли и прилежащих к ней чувствитель­ных органов внутри тела пациента проводилась путем рентгенов­ской съемки в ортогональных проекциях при введении соответству­ющих контрастных веществ, например в мочевой пузырь С ПО­МОЩЬЮ катетера. При определении объема лечебных мероприятий учитываются все имеющиеся данные о пациенте (т, с. результаты клинических, хирургических и радиологических обследований паци­ента) в добавление к анамнезу, динамике развития и гистологии.

Рис.

План проведения лучевой терапии разрабатывается для плоскости поперечного сечения с применением планирующего компьютера (рис. 5.1). Общепринятый в настоящее время метод планирования имеет ограничения, связанные с тем, что планарная рентгенография не может визуализировать опухоль, а также с трудностями пересче­та данных в поперечное сечение, что необходимо для дозиметрии. Компьютерная томография (КТ) внесла важный вклад в уста- новление локализации первичных опухолей. Например, с ее по­мощью определяются прорастания опухоли за пределы мочевого пузыря [5.14], внекапсулярные выходы опухолей простаты [5.4] и медиастинальные прорастания бронхиальных опухолей [5.2]. КТ- изображения идеально подходят для целей планирования лучевой терапищ поскольку они формируются в поперечных сечениях и обеспечиваю^ детальную визуализацию опухоли и прилегающих jt ней органов, а также оконтуривают тело пациента, что необходимо для дозиметрии (рис. 5,2). Само собой разумеется, что КТ-ис- следования должны проводиться в условиях, тождественных тем, при которых должна проводиться лучевая терапия, что необходимо для точной репродукции последующих лечебных процедур. Послед­нее достигается с помощью лазеров, позволяющих идентифициро­вать положение тела пациента по вспомогательным отметкам на его коже, например с помощью постоянной чернильной разметки. Однако вопросы воспроизводимости положения тела пациента яв­ляются предметом продолжающихся исследований.

С включением сканирующей КТ в планирование терапии был разработан новый метод последовательного планирования лечения. При этом можно будет избежать предварительного моделирова­ния, а также инвазивных методов, таких, как цистография. При проведении так называемого компьютерного терапевтического ска­нирования (под этим понимается сканирование для целей планиро­вания лучевой терапии) томограммы расшифровываются рентгено- логом-диагностом* а локализация опухоли и облучаемый объем определяются рентгенологом-терапевтом.

Было выполнено несколько исследований по сопоставлению стандартных методов локализации опухолей и КТ-методов, коТо-

Рис, 5.2. Планирование лучевой терапии при лечении опухоли предста­тельной железы под контролем КТ. Стрелкой указан облучаемый объ­ем.

Таблица 5.L Уменьшение площади облучения в результате определения объема и местоположения опухоли с помощью КТ-метода (по сравне­нию со стандартным методом)

рые показали, что в результате применения КТ-методов площадь облучения снижается на 20—45% (табл. 5Л). В Королевской боль­нице им. Марсдена [5,6] КТ-методом были обследованы 320 паци­ентов и было показано, что у 33пациентов следовало бы изме­нить план лечения, выработанный с помощью стандартных мето­дик. Пациенты были подвергнуты КТ-обследоваиию с целью убе­диться в правильности лечения опухоли и в отсутствии ошибок в ее локализации (рис, 5.3). Интересно заметить, что после анализа про­цесса лечения оказалось, что применение КТ-метода позволило уменьшить облучаемый объем на 34и таким образом увеличить дозу облучения самой опухоли и потенциально улучшить локаль­ный контроль.

Применение КТ для планирования лучевой терапии зависит ог анатомического расположения опухоли [5.5], В табл. 5,2 представ­лены данные для тех опухолей, для которых применение КТ- метода дает новую диагностическую информацию, более точно вы­являет структуру опухоли и близлежащих к ней нормальных орга­нов, а также осуществляет улучшенную коррекцию неоднородно­сти. Еще большую ценность КТ-метод приобретает при лечении опухолей малого размера, т, е. в тех случаях, когда необходимо проводить облучение с большей точностью, чем при облучении больших объемов, чтобы исключить риск распространения опухоли на более широкую область.

Для пациентов с опухолями мочевого пузыря наиболее ценная информация регистрируется КТ-методами при патологиях мягких тканей, находящихся вне мочевого пузыря (рис. 5.4), позволяя об­наруживать около 80% таких опухолей, что подтверждается путем сопоставления изображений с препаратами тканей. В случае опухо-

12—620

Рис. 5.3. Сравнение предполагаемого облучаемого объема при стан­дартной методике локализации и с использованием КТ для визуализа­ции опухоли предстательной железы (показана наклонными черными штрихованными линиями).

лей простаты КТ-изображения (часто берущиеся в корональных и сагиттальных сечениях) позволяют выявлять ранее считавшиеся не­затронутыми семенные пузырьки. Применение КТ-метода улучша­ет качество планирования облучения бронхиальных опухолей, по-

Таблица 5.2. Области организма, где целесообразно планирование лу­чевой терапии

Голова и шея

Полость рта Орбита глаза Околоушная железа

Грущтая клетка

Бронхи

Пишевод

Абдоминальная область

Область средостения, например тимус

Поджелудочная железа ЗабрюшнннЫе образования Почка

Область таза

Мочевой пузьірь Предстательная железа Прямая кишка

Саркома мягких тканей

Произвольные области

Рис.

скольку здесь имеется возможность выявления локального распро­странения опухоли, проникновения ее в область средостения и скрытого поражения лимфатических узлов. Однако КТ не позволя­ет выявлять опухоли в лимфоузлах нормального размера, плохо выявляет хилисные лимфатические узльк

- Однако для некоторых анатомических областей КТ-метод имеет свои ограничения* Например, облучение пациентов с первичным ра­ком груди должно сопровождаться отведением руки пациента с со­гнутым локтем, но подобное движение невозможно выполнить внутри ограниченного поля зрения большинства компьютерных то­мографов {см* разд. 5*2). Пациентам с опухолями мозга во время лечебных процедур одевают фиксирующуюся оболочку кз оргсте­кла, поэтому КТ-обследование проводят при фиксации пациента с помощью этой оболочки на ложе сканера. Сканирование должно проводиться в той же плоскости, что и облучение, а это приводит к работе при больших углах наклона системы «рентгеновская труб­ка—детектор» относительно ложа, которые не обеспечиваются во многих КТ-сканерах* Это обстоятельство часто ограничивает при­менение КТ-планирования лечения опухолей мозга во многих кли­никах, где поэтому все еще применяется обычное моделирование, КТ-сканирование для целей терапии обеспечивает также.* пол уче­ние новой информации о динамических процессах в некоторых внут­ренних органах. Например, было замечено, что если у пациента моче­вой пузырь заполнен мочой, то тонкая кишка располагается над та­зом и оказывается смещенной относительно того положения, которое она занимает при опустошенном мочевом пузыре (рис, 5,5), Этот факт можно использовать для повышения эффективности облуче­ния органов таза, таких, как предстательная железа или шейка мат­ки, поскольку чувствительность тонкой кишки к радиационным воздействиям является лимитирующим дозу фактором. Лечение та­зовых узлов в целом можно проводить при заполнении мочевого пузыря по мере перорального поступления жидкостей с целью сме­щения участков тонкой кишки за пределы облучаемой области.

Пока еще нет данных об исследованиях степени выживаемости пациентов в зависимости от способа планирования облучения: стан­дартного или же с использованием КТ-метода, Недавно в работе [5,24] сообщалось о ретроспективном анализе выживаемости паци­ентов с раком мочевого пузыря в зависимости от перекрытия опу­холи областью 90% изо дозы, что рекомендуется КТ-мет од ом. Ана­лиз показал, что пациенты, получавшие лечение части опухоли до­зами, меньшими, чем 90% расчетной изодозы, выживали значи­тельно хуже, чем те, которые получали 90% или более расчетной

Рис. 5.5. Сравнение компьютерных томограмм таїв, полученных в од­ном и том же анатомическом сечении, а — с наполненным мочевым пузырем; б — после мочеиспускания. На снимке б видна тонкая кишка (показана стрелкой).

••ХЛ^-'*

Рис. 5.6. Сравнение размера мочевого пузыря, полученного при его л о- кашпаши метолом цисто графин и компьютерной томографии (КТ) после свободного мочеиспускания; отмечается наличие остаточной мо­чи в мочевом пузыре.

изодозы на всю опухоль. Если выживаемость пациентов, получив­ших пониженную дозу, может быть улучшена за счет КТ-пла- нирования так, что она станет равной выживаемости остальной группы, то Ротуэлл и др, [5.24] предсказывают 9%-ное увеличение выживаемости всей группы в течение 3,5 года. Это сравнимо с 3,5%-ным увеличением выживаемости за 5 лет за счет улучшения планирования, предсказанным Гойтейном [5.7] на основании мате­матической модели. Моделирование показало также существенное (30%-ное) увеличение точности планирования лучевой терапии, ос­нованное исключительно на скромных предположениях об ожидае­мых усовершенствованиях локального контроля пли выживаемо­сти.

Однако те преимущества, которые вытекают из более точной локализации первичной опухоли, усовершенствованной мотодики визуализации анатомических деталей в поперечном сечении, удобст­ва и легкости проведения дозиметрических расчетов с помощью компьютера, свидетельствуют о том, что применение КТ-метода для планирования лучевой терапии имеет большую ценность. Пред­ставляет существенный интерес изучение вопросов предельных ха­рактеристик КТ-метода, каждого нового технического решения в этой области. Такие исследования необходимы для выяснения во­проса о том, смогут ли более изощренные приемы, такие, как трех­мерное отображение КТ-данных для целей планирования, внести существенный вклад в улучшение локального контроля доз для опу­холей и уменьшение смертности пациентов, подвергшихся лучевой терапии.

5,2,