Hadronová radioterapie

Hadronová radioterapie protony, ionty:

Braggův pík nulová zátěž za

doběhem malá zátěž

před píkem minimální boční

rozptyl

hloubka píku ↔ energie částic

modulace svazku

www.particle.cz/medicine

Fotony Protony


Hadronová radioterapie vs. IMRT

fotony - IMRT

protony – IMPT (aktivní scanning, 4 pole)

E.Pedroni, Europhysics News 31, 2000

cílová oblast: nosohltan + lymfatické uzliny (žlutě)

kritické orgány: mozkový kmen, příušní žlázy (červeně)


Modulace svazku:Pasivní rozptyl


Modulace svazku:Aktivní skenování


Technické požadavky dosah ve tkáni

nádory očí 2-3,5 cm oblast hlavy a krku 2-10 cm uvnitř těla 2-25 cm

potřebná maximální energie protony 220-250 MeV ionty až 400 MeV/u

posun Braggova maxima (1-3 mm) → kroky změny energie (0,5-1 MeV)

velikost ozařovacího pole dávková rychlost → tok částic urychlovače

cyklotron (IBA, Accel) synchrotron (PIMMS, PRAMES, Optivus)

gantry aktivní skenování


Cyklotron

kompaktní (průměr 6m) pouze protony IBA

NPTC Boston, 2001 230 MeV

fixní energie, nutnost brzdit částice

zhoršené parametry svazku

pasivní modulace


Synchrotron větší prostorová

náročnost (PIMMS:průměr 23m)

variabilní energie lepší kvalita svazku aktivní skenování protony (PRAMES,

Optivus) i ionty (PIMMS, HICAT)

PIMMS: protony 60-250 MeV uhlík 120-400 MeV/u

evropské projekty


Hadronová terapie ve světě Particle Therapy Co-

Operative Group (PTCOG)

téměř 40000 pacientů (protony + ionty)

cca 25 center, dalších 20 plánováno (USA, Evropa, Japonsko)

fyzikální centra → medicínská střediska

Loma Linda (USA) - 1991, HIMAC Chiba (Japonsko) - 1994


ENLIGHT European Network for LIGht Ion Hadron Therapy (grant EC, 2002-2005) využití iontových svazků v radioterapii – fyzikálně technické aspekty,

indikace, výběr pacientů, ekonomické otázky European Society for Therapeutic Radiology and Oncology (ESTRO) European Organization for Nuclear Research (CERN) European Organisation for Research and Treatment of Cancer (EORTC) Gesellschaft für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt (GSI) German Cancer Research Center (DKFZ Heidelberg), German Heavy Ion Project

(GHIP) Fondazione per Adroterapia Oncologica (TERA) Karolinska Institutet ETOILE Project, Université Claude Bernard Lyon 1 Med-Austron, Wien FZR - Project Forschungszentrum Rossendorf Linköping University Hospital Virgen de la Macarena Charles University Praha

http://www.estro.be/estro/Index.html


ENLIGHT – Workpackages Epidemiology and patient selection (R.Pötter; L.Petruželka,

B.Konopásek, P.Mareš, J.Vaňásek)

Design and conduct of clinical trials (J.-J.Mazeron, A.Zurlo; B.Konopásek, P.Mareš, J.Vaňásek)

Preparation, delivery and dosimetry of ion beams (A.Brahme) Preparation of Ion Beams (Th.Haberer; Fr.Spurný, J.Štursa, M.Běgusová) Dosimetry of Ion Beams (S.Rossi; K.Prokeš) Treatment Planning (O.Jäkel; Fr.Spurný, J.Štursa, M.Běgusová, T.Čechák,

J.Klusoň) Accelerator Technology (H.-F.Hoffmann)

Radiation biology (A.Wambersie; M.Lokajíček, L.Judas, P.Kundrát)

In-situ monitoring with positron emission tomography (W.Enghardt)

Health-Economic Assessment (L.Ä.Levin; J.Vaňásek, L.Petruželka, B.Konopásek, P.Mareš, K.Prokeš)


Evropská centra

HICAT Heidelberg synchrotron, průměr 20m gantry 20m x 13m průměr (120t), aktivní scanning financování zajištěno - 75 mil. € preklinický provoz 2006, klinický od 2007

TERA, Itálie finální design, 50% prostředků zajištěno

ETOILE Lyon MedAustron, Rakousko Karolinska, Stockholm


Shrnutí využití lehkých iontů

Braggův pík, konformace, ostrý dávkový gradient vyšší biologická účinnost (RBE) nepříznivý kyslíkový efekt snížen (OER) nižší počet frakcí on-line monitoring – PET

evropský výzkumný program ENLIGHT

nádory v blízkosti kritických orgánů, hypoxické radioresistentní nádory

úspěšnost léčby 45 → 55%

technické požadavky synchrotron PIMMS protony – uhlík gantry systém aktivní skenování


Documents

Hadronová radioterapie