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Medicine

प्रोटॉन चिकित्सा वितरण और चयन ठोस ट्यूमर द्रोह में अपने नैदानिक आवेदन

Published: February 6, 2019 doi: 10.3791/58372
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 3
1Department of Radiation Oncology, University of Maryland School of Medicine, 2Department of Radiation Oncology, University of Maryland Medical Center, 3Department of Medicine, University of Maryland School of Medicine, University of Maryland Greenebaum Comprehensive Cancer Center

Summary

विकिरण योजना और प्रोटॉन चिकित्सा के लिए प्रसव के एक मॉडल के रूप में प्रोस्टेट कैंसर का उपयोग कर की बुनियादी बातों प्रस्तुत कर रहे हैं । अंय चयनित रोग साइटों के लिए इन सिद्धांतों के आवेदन पर प्रकाश डाला गया कैसे प्रोटॉन रेडियोथेरेपी कैंसर रोगियों के लिए नैदानिक परिणाम में वृद्धि हो सकती है ।

Abstract

विकिरण चिकित्सा ठोस कैंसर के उपचार के लिए एक बार इस्तेमाल किया मोडल है । हालांकि कोशिका को मारने के तंत्र विकिरण के सभी रूपों के लिए समान हैं, फोटॉन और प्रोटॉन मुस्कराते हुए vivo गुण में बहुत अलग है और शायद नैदानिक परिणामों का अनुकूलन शोषण किया । विशेष रूप से, प्रोटॉन कणों एक पूर्वानुमान तरीके से ऊर्जा खो के रूप में वे शरीर के माध्यम से गुजरती हैं । इस गुण नैदानिक गहराई जिस पर प्रोटॉन बीम समाप्त हो गया है, और लक्ष्य क्षेत्र से परे विकिरण खुराक की सीमा को नियंत्रित करने के लिए प्रयोग किया जाता है । यह रणनीति सिर्फ एक ट्यूमर लक्ष्य से परे स्थित सामान्य ऊतकों को विकिरण खुराक में पर्याप्त कटौती के लिए अनुमति दे सकते हैं. हालांकि, शरीर में प्रोटॉन ऊर्जा का क्षरण ऊतक घनत्व के प्रति अत्यधिक संवेदनशील रहता है । एक परिणाम के रूप में, उपचार के दौरान ऊतक घनत्व में कोई परिवर्तन काफी प्रोटॉन dosimetry बदल सकते हैं । इस तरह के परिवर्तन शरीर के वजन, श्वसन, या आंत्र भरने/में परिवर्तन के माध्यम से हो सकता है, और प्रतिकूल खुराक जमाव में परिणाम हो सकता है । इस पांडुलिपि में, हम दोनों निष्क्रिय तितर बितर और पेंसिल बीम प्रोस्टेट कैंसर के लिए तकनीक स्कैनिंग का उपयोग कर प्रोटॉन थेरेपी के वितरण के लिए एक विस्तृत विधि प्रदान करते हैं । हालांकि वर्णित प्रक्रिया सीधे प्रोस्टेट कैंसर रोगियों से संबंधित है, विधि और अनुकूलित किया जा सकता है वस्तुतः सभी ठोस ट्यूमर के उपचार के लिए लागू । हमारा उद्देश्य प्रोटॉन चिकित्सा वितरण और परिणामों की एक बेहतर समझ के साथ पाठकों को सुसज्जित करने के लिए कैंसर थेरेपी के दौरान इस रूपरेखा के उचित एकीकरण की सुविधा है ।

Introduction

यह अनुमान है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में १,७००,००० व्यक्तियों २०१८ में कैंसर के साथ का निदान किया जाएगा, ६००,००० से अधिक1रोग के झुकने के साथ । वर्तमान उपचार के विकल्प शामिल मोनो या बहु-मोडल सर्जरी का उपयोग चिकित्सा, विकिरण चिकित्सा (आरटी), और प्रणालीगत उपचार. RT को संमान के साथ, एक नए निदान रोगियों की तिमाही यह उनके प्रारंभिक कैंसर चिकित्सा के भाग के रूप में प्राप्त होगा और लगभग आधे अंततः यह उनकी बीमारी पाठ्यक्रम2,3के दौरान की आवश्यकता होगी ।

RT के आगमन १८९५ को वापस तिथियां जब विलियम कॉनराड एक्स एक्स-रे की खोज की है जबकि जर्मनी में Würzberg विश्वविद्यालय में अपनी प्रयोगशाला में एक कैथोड रे ट्यूब के साथ काम कर4। लंबे समय के बाद नहीं, एक प्रकार का वृक्ष और कैंसर के रूप में व्यापक लेकर रोगों के साथ रोगियों रेडियम किरणों का उपयोग उपचार प्राप्त कर रहे थे । जल्दी जटिलताओं का एहसास था और भी अपने नोबेल पुरस्कार व्याख्यान5में पियरे क्यूरी द्वारा चर्चा की गई । विकिरण दोनों सामान्य और ट्यूमर ऊतकों को प्रभावित करता है के बाद से, विकिरण का ध्यान से नियंत्रित खुराक चिकित्सकीय अनुपात को अधिकतम करने के लिए उपयोग किया जाना चाहिए, अस्वीकार्य विषाक्तता की संभावना बनाम ट्यूमर नियंत्रण की संभावना के रूप में परिभाषित. प्रौद्योगिकी के रूप में अच्छी तरह से radiobiology और भौतिकी की बेहतर समझ में क्रमिक प्रगति के साथ, इस चिकित्सीय अनुपात काफी समय के साथ सुधार हुआ है । आरटी के उपयोग के कई कैंसर के लिए काफी परिणाम बढ़ाया है, के रूप में कैंसर थेरेपी6,7,8,9के लिए राष्ट्रीय दिशा निर्देशों में शामिल किए जाने से परिलक्षित । कुछ मामलों में, आर टी10चिकित्सा के लिए एकमात्र मोडल के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जबकि अन्य रोगों में, यह स्थानीय रोग नियंत्रण या सूक्ष्म रोग के उन्मूलन के लिए बहु-साधन चिकित्सा के भाग के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है11. हालांकि अक्सर एक उपचारात्मक इरादे के साथ प्रयोग किया जाता है, कई आर टी रोगियों दर्द या अंय लक्षण है कि ट्यूमर प्रेरित संपीड़न, आक्रमण, या लोको क्षेत्रीय या व्यापक, मेटास्टेटिक की स्थापना में सामांय ऊतकों के विनाश से विकसित की palliation के लिए इलाज कर रहे है रोग.

आरटी के पीछे बुनियादी सिद्धांतों सीधी हैं । विकिरण के आवेदन के साथ, ऊर्जा कोशिकाओं में परमाणुओं के ionization के माध्यम से जमा है । यह ऊर्जा, हालांकि यह केवल कुछ microkelvin द्वारा एक विकिरणित क्षेत्र का तापमान बढ़ा सकते हैं, मुक्त कण है कि सीधे डीएनए चोट12,13के रास्ते से कोशिकाओं को नुकसान पहुंचा सकता है पैदा करता है । उच्च ऊर्जा कण विकिरण के बारे में हमारी समझ के बहुत और बात के साथ अपनी बातचीत ब्रह्मांडीय किरणों के सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक अध्ययन से आता है और ऊपरी वायुमंडल में उनकी बातचीत जल्दी 20वीं सदी में14में बाहर किया । उच्च ऊर्जा (MeV GeV करने के लिए) का आरोप लगाया कणों मुख्यतः विद्युत बल के माध्यम से बात के साथ बातचीत: के रूप में इन कणों बात या ऊतक के माध्यम से पारित, कक्षीय इलेक्ट्रॉनों के साथ लोचदार टकराव ionization और लक्ष्य बात की उत्तेजना के लिए नेतृत्व, और परमाणु नाभिक के साथ लोचदार collisions तितर बितर या कण पथ के विक्षेपन के लिए सीसा । इसके अलावा, परमाणु टकराव और इलेक्ट्रॉनों के साथ कठिन टकराव माध्यमिक विकिरण का एक झरना है कि कण विकिरण के लिए कहते हैं के साथ जोड़ने के लिए सीसा । उच्च ऊर्जा इस प्रकार है कि रासायनिक प्रतिक्रियाशील रहे है और मुक्त इलेक्ट्रॉनों और संभावित जीवविज्ञान परिवर्तन या इन क्षेत्रों को उजागर जीवों को नुकसान प्रेरित कर सकते है के एक जगा के पीछे छोड़ बात पार कणों ।

रेडियोथेरेपी के एक प्रमुख दीर्घकालिक लक्ष्य को जानने के लिए कैसे सबसे अच्छा एक तरह से है कि प्रभावी ढंग से मानव रोग का इलाज करेंगे में इन क्षेत्रों में उपयोग करने के लिए किया गया है । चिकित्सकीय, विकिरण के आदर्श रूप (जैसे फोटॉन, प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन, या भारी आयन के रूप में) रोग लक्ष्य में पर्याप्त ionization उपचारात्मक विरोधी ट्यूमर प्रभाव प्रदान करने के लिए प्रेरित करना चाहिए, जबकि एक ही समय में सामान्य आसपास में न्यूनतम ionization कारण ऊतकों बचके प्रभाव को कम करने के लिए । आरटी के लिए किस प्रकार का विकिरण का चयन किया जाता है रोग पर भाग में निर्भर करता है इलाज । ट्यूमर है कि शरीर के भीतर गहरे स्थित है और भी शल्य चिकित्सा अप्रभावी हो सकता है के लिए, megavolt फोटॉनों, प्रोटान, और भारी आयनों इष्टतम15,16माना जाता है । ऐसी त्वचा को शामिल करने के रूप में सतही कैंसर के लिए, इलेक्ट्रॉन चिकित्सा इष्टतम और भी सौंदर्यवर्धन के लिए शल्य चिकित्सा के लिए बेहतर हो सकता है । दूसरी ओर, megavolt फोटॉनों का लाभ त्वचा को नुकसान सीमित करते हुए ऊतक में गहरी घुसना करने की क्षमता में निहित है । ऐसे इलेक्ट्रॉनों, प्रोटान, या भारी आयनों के रूप में चार्ज कणों, के मामले में, अपने प्राथमिक लाभ उनके ' रोक ' विशेषताओं में निहित है; यही है, आरोप कणों ऊपर वर्णित लोचदार टकराव के माध्यम से लगातार ऊर्जा खो, और इस ऊर्जा हानि मिलीमीटर पैमाने पर अत्यधिक पूर्वानुमान है । इसलिए, एक चार्ज कण बीम वांछित गहराई के लिए सटीक ऊर्जा के साथ एक रोगी को दिया जा सकता है । इसके अलावा, चार्ज कणों कोई बाहर निकलें खुराक17के लिए थोड़ा उत्पादन । इसके विपरीत, फोटॉनों जैसे unchargeed कणों को बढ़ाने के साथ एक घातीय falloff (क्षीणन) गहराई है, जो अक्सर एक महत्वपूर्ण बाहर निकलें खुराक कि लक्ष्य के लिए बाहर स्वस्थ ऊतकों समझौता कर सकते है सुराग की ओर जाता है । इन अवधारणाओं चित्रा 1में प्रदर्शन कर रहे हैं, जो विकिरण खुराक (ionization) नैदानिक विकिरण के विभिंन प्रकार के गुणों का इस्तेमाल से पता चलता है । गहरे ट्यूमर लक्ष्य के लिए फोटॉनों के बजाय प्रोटान या कार्बन आयनों का उपयोग करने के लिए एक केंद्रीय प्रेरणा है कि वहां ंयूनतम खुराक प्रवेश खुराक और लक्ष्य के ऊतकों से परे शूंय से बाहर निकलें खुराक है । तालिका 1 फोटॉन और प्रोटॉन मुस्कराते हुए के नैदानिक प्रासंगिक विशेषताओं में से कुछ संक्षेप ।

, प्रोटॉन थेरेपी सहित रेडियोथेरेपी के क्षेत्र में अग्रिम दो प्रमुख मोर्चों पर हुई है: 1) कुशल कण के निर्माण में सक्षम त्वरक उच्च ऊर्जा (MeV) विकिरण जैसे सिंक्रोट्रॉन और साइक्लोट्रॉन त्वरक, और 2 के रूप में) अत्याधुनिक गणना विधियों के विकास कि रोग इमेजिंग डेटा और विकिरण परिवहन गणना गठबंधन के लिए कंप्यूटर नकली "उपचार योजना की अनुमति." उपचार योजना के लिए, रोगियों को आम तौर पर गणना टोमोग्राफी (सीटी) इमेजिंग से गुजरना । सीटी छवियों रोगी के बारे में 3 आयामी शारीरिक जानकारी के रूप में के रूप में अच्छी तरह से ऊतक घनत्व के सटीक ठहराव होते हैं । सीटी छवियों और घनत्व नक्शे तो विकिरण उपचार की योजना के लिए कंप्यूटर सिमुलेशन में इस्तेमाल कर रहे हैं: दोनों ऊर्जा और विकिरण क्षेत्र की तीव्रता गणितीय प्रत्येक रोगी के लिए अनुकूलित कर रहे हैं । एक चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) स्कैन या एक पोजीट्रान उत्सर्जन टोमोग्राफी (पीईटी) स्कैन भी सीटी डेटा पूरक करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है ।

नीचे, हम कैसे रोगियों को उनके विकिरण उपचार पाठ्यक्रम के माध्यम से नेविगेट कर रहे हैं की एक कदम दर कदम रूपरेखा का वर्णन, कुछ ट्यूमर प्रकार प्रोटॉन चिकित्सा के साथ इलाज के उदाहरण के बाद.

Protocol

सटीक विकिरण चिकित्सा योजना और वितरण प्रोटोकॉल रोग साइट के अनुसार भिंन होगा और यहां तक कि प्रत्येक रोगी के लिए वैयक्तिकरण की आवश्यकता हो सकती है । इसके अलावा, प्रक्रिया भी संशोधन संस्थागत वरीयताओं और उपकरणों की उपलब्धता को समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है । इस चर्चा के प्रयोजन के लिए, हम एक ठेठ प्रोस्टेट कैंसर के मामले में प्रोटॉन योजना के लिए इस्तेमाल किया कदम रूपरेखा के बाद से यह सबसे आम अमेरिकी केंद्रों18में प्रोटॉन थेरेपी के साथ इलाज कैंसर है । इस प्रोटोकॉल मानक की देखभाल नैदानिक प्रक्रियाओं का वर्णन करता है, और मानव अनुसंधान नैतिकता समिति द्वारा संस्थागत अनुमोदन की आवश्यकता नहीं है ।

1. विकिरण उपचार के लिए गणना टोमोग्राफी सिमुलेशन

  1. विस्तारित तालिका में उपचार टेबल डालें और यह सुनिश्चित करें कि यह अवरोधित है ।
  2. रोगी के घुटने के स्तर पर पैर मोल्ड के लिए मेज के ऊपर और अनुक्रमण बार पर एक फुलाया स्थिरीकरण तकिया रखें ।
  3. मेज के शीर्ष पर एक ठोस सिर आराम रखें । सबसे रोगियों को समायोजित जो एफ आकार सिर, के साथ शुरू करो ।
  4. पुष्टि करें कि रोगी पूर्ण मूत्राशय की प्रक्रिया को तरल पदार्थ ४५ मिनट से पहले निर्धारित स्कैन समय के 16 -24 औंस पीने से पूरा कर लिया है । यह चरण १.१२ चरण से पहले पूरा करने की आवश्यकता है ।
  5. मरीज को सीटी रोगी पंजीकरण प्रणाली में पंजीकृत करें ।
  6. 3 मिमी के स्लाइस मोटाई के साथ चुनें प्रोस्टेट स्कैनिंग प्रोटोकॉल ।
  7. पुष्टि करें कि उपचार सहमति, इसके विपरीत सहमति और सिमुलेशन आदेश उपस्थित चिकित्सक द्वारा पूरा किया गया है ।
  8. रोगी को एक गाउन में बदलने के लिए पूछो और कमर से नीचे सभी कपड़ों को हटा दें ।
  9. मौखिक रूप से रोगी का नाम, तिथि के जन्म, और प्रक्रिया साइट सत्यापित करके रोगी की पहचान की पुष्टि करें ।
  10. मरीज का चेहरा फोटो लें ।
  11. रोगी को मेज पर बैठने के लिए कहें और फिर रोगी को लापरवाह, सिर-प्रथम स्थिति में सहायता करें ।
  12. रोगी के पैरों को फुलाया हुआ स्थिरीकरण तकिया में रखें और छाती पर रोगी की भुजाओं को अपनी अंगुलियों से इंटरलेसिंग, उन्हें नीली अंगूठी दे कर, या उनके बाहों के चारों ओर पट्टियां लगाने से स्थान दें ।
  13. लेजर प्रणाली के साथ रोगी संरेखण की पुष्टि करें ।
  14. स्थिर तकिया के नोजल के लिए दोहरी वैक्यूम पंप कनेक्ट ।
  15. पैरों को स्थिर करने वाले कुशन में लगाएं ताकि मोल्ड पैरों की साइड को ढंक जाए और पैरों के बीच में भी अवरोध पैदा हो जाए । यह सुनिश्चित करें कि स्थिरीकरण तकिया श्रोणि के नीचे है और पिछले पैर फैली हुई है ।
  16. संमिलित करें और अटल बिहारी endorectal गुब्बारा फुलाना अगर चिकित्सकीय इलाज प्रति चिकित्सक संकेत दिया ।
  17. रोगी संरेखण अनुकूलित है कि पुष्टि करने के लिए पूर्वकाल-पीछे (एपी) और पार्श्व (लठ) स्काउट kilovoltage एक्स-रे छवियों (topograms) प्रदर्शन । यह एपी छवि पर सीधे का सत्यापन और पार्श्व छवि पर रोटेशन संरेखण भी शामिल है । आंत्र गैस कम है कि यह सुनिश्चित करने के लिए दोनों छवियों का प्रयोग करें । पोजीशनिंग सभी सही और पुनः के साथ की पुष्टि की जानी चाहिए इमेजिंग । यदि आंत्र गैस मौजूद है और अत्यधिक, टॉयलेट के लिए रोगी बहाना और १.१५ कदम से प्रक्रिया को पुनः आरंभ ।
  18. एक बार रोगी वांछित स्थिति में है, स्थिर तकिया Q-फिक्स दोहरी वैक्यूम पंप अपने पैर और पैर के आसपास एक ठोस मोल्ड फार्म का उपयोग कर से हवा निकाल दें ।
  19. मैंयुअल रूप से उपचार तालिका समायोजित करें ताकि लेजर क्रॉसहेयर रोगी कूल्हों के स्तर पर और कूल्हों के स्तर पर और पेट की midline पर हैं । एक अंकन कलम का उपयोग कर रोगी पर क्रॉसहेयर टेप स्थानों निर्दिष्ट करें । विकिरण वितरण के दौरान सत्यापन सिमुलेशन के लिए एक प्रारंभिक बिंदु निर्दिष्ट करने के लिए क्रॉसहेयर पर स्थानीयकरण मार्करों रखें ।
  20. सीटी स्कैनिंग पैरामीटर सेट करने के मध्य फीमर को L3 रीढ़ से श्रोणि क्षेत्र शामिल हैं ।
  21. प्रोस्टेट स्कैनिंग प्रोटोकॉल का उपयोग कर रोगी स्कैन ।
  22. पुष्टि करें कि स्कैन उपचार योजना के लिए स्वीकार्य है । मूत्राशय पूर्ण होना चाहिए, और मलाशय कम हवा या मल होना चाहिए ।
  23. डिजिटल स्कैन फ़ाइल को उपचार नियोजन सॉफ़्टवेयर में निर्यात करें और dosimetry को सूचित करें ।
  24. मरीज आईडी के साथ रोगी स्थिर तकिया लेबल, चिकित्सक का नाम इलाज, और सेटअप निर्देश चिकित्सा के दौरान बाद में उपयोग के लिए भंडारण करने से पहले ।
  25. २.१ कदम के लिए आगे बढ़ना अगर रोगी पेंसिल बीम प्रोटॉन थेरेपी के दौर से गुजर रहा है । ३.१ चरण के लिए छोड़ें यदि रोगी निष्क्रिय तितर बितर प्रोटॉन थेरेपी प्राप्त होगा ।

2. विकिरण उपचार पेंसिल बीम थेरेपी का उपयोग कर योजना

  1. उपचार योजना सॉफ्टवेयर (टीपीएस) में सीटी सिमुलेशन डेटा आयात करें ।
  2. अधिग्रहीत सीटी छवियों के आधार पर सभी प्रासंगिक ज्यामितीय मात्रा को परिभाषित करने के लिए उपचार की योजना बना प्रणाली के लिए उपकरण का उपयोग करें । इन संरचनाओं में मूत्राशय, मलाशय, बड़ी आंत, छोटी आंत, ऊरु सिर, बाहरी शरीर की सतह, fiducials, मलाशय स्पेसर, और/
  3. एक अतिरिक्त बाह्य समोच्च बनाएं, जिसमें मुख्य भाग, उपचार तालिका और किसी भी स्थिरीकरण उपकरण शामिल हैं । विकिरण खुराक केवल इस समोच्च के भीतर की गणना की जाएगी ।
  4. पहली नैदानिक लक्ष्य मात्रा समोच्च (CTV1) प्रोस्टेट, लाभदायक बुलबुले शामिल करने के लिए, और शामिल लिम्फ नोड्स । CTV1 ४५.० Gy (RBE) निर्धारित की जाएगी । CTV1 वॉल्यूम के सलए इमेजेस पर यू-आकार की संरचना का प्रकटन होगा । छोटी आंत, मलाशय, और मूत्राशय सामान्य ऊतकों यू के आकार का लक्ष्य मात्रा के भीतर निवास करेंगे ।
  5. दूसरा नैदानिक लक्ष्य मात्रा समोच्च (CTV2) प्रोस्टेट और लाभदायक बुलबुले शामिल हैं । CTV2 को ३४.२ Gy (RBE) की कुल खुराक निर्धारित की जाएगी ।
  6. CTV1 मात्रा के उपचार के लिए ९०, १८० और २७० डिग्री के गैन्ट्री कोणों पर तीन बीम का चयन करें । CTV2 उपचार के लिए केवल ९० और २७० डिग्री बीम कोण का चयन करें ।
  7. डिजाइन दो ज्यामितीय अवरुद्ध संरचनाओं (परिहार मात्रा) ।
    1. U-आकार CTV1 मात्रा के भीतर सामांय ऊतकों को शामिल एक "मध्य ब्लॉक" परिहार मात्रा बनाएं ।
    2. एक "मलाशय-ब्लॉक" का उपयोग प्रोस्टेट के शीर्ष के स्तर से नीचे पीछे-पूर्वकाल (१८० डिग्री) बीम के अवर पहलू ब्लॉक.
  8. pPTV1 नामक एक प्रोटॉन की योजना बना लक्ष्य मात्रा, बनाने के लिए CTV1 के एक आइसोट्रोपिक 7 मिमी विस्तार बनाएँ. pPTV1 का प्रयोग करें एक स्थान प्लेसमेंट की मात्रा को परिभाषित करने के लिए ऐसी है कि प्रोटॉन डींग चोटियों (भी प्रोटॉन के रूप में निर्दिष्ट "स्पॉट") योजना अनुकूलक द्वारा तैनात करने के लिए CTV1 कवर कर रहे हैं ।
  9. के रूप में २.६ चरण में, CTV2 मात्रा के एक समान विस्तार बनाने के लिए pPTV2 फार्म, लेकिन 8-सही दिशा में विस्तार और 5 मिमी विस्तार का उपयोग करें दोनों पूर्वकाल-पीछे और सुपीरियर-अवर दिशाओं में ।
  10. मजबूत अनुकूलन, एक सुविधा है कि सेटअप अनिश्चितताओं के लिए खाते कर सकते है सक्षम करने के लिए, अनिश्चितताओं रेंज, और चर आंत के गैस भरने, दो कृत्रिम बनाएं ("ओवरराइड") सीटी डाटा सेट: पहले पूरी छोटी आंत, बड़ी आंत है, और मलाशय हवा के घनत्व को अधिलेखित कर दिया, और दूसरा उन की मांसपेशी के घनत्व को अधिलेखित मात्रा है ।
  11. अनुकूलन से पहले, CTV1 के लिए एक नया उपचार योजना बनाएं । प्रोटॉन उपचार की योजना के लिए इस्तेमाल किया जा करने के लिए नामित, 25 अंशों में निर्धारित खुराक और ४५ Gy (RBE) के अंश आवंटित, और CTV1 होने के लिए प्राथमिक लक्ष्य को परिभाषित । निर्धारित खुराक का १००% आवंटित सभी 3 मुस्कराते हुए (सही पार्श्व, बाएं पार्श्व और पीछे-पूर्वकाल) का उपयोग कर CTV1 मात्रा के कम से ९८% कवर करने के लिए ।
  12. 2 बीम सेट के साथ CTV2 के लिए एक और उपचार योजना बनाएं । सबसे पहले, 18 Gy (RBE) निरुपित केवल बाएं पार्श्व बीम का उपयोग कर CTV2 को 10 भागों में दिया है, और १६.२ Gy (RBE) असाइन करने के लिए केवल सही पार्श्व बीम का उपयोग कर CTV2 को 9 भागों में दिया जाएगा । CTV2 मात्रा के १००% को कवर करने के लिए निर्धारित खुराक का १००% निरुपित ।
  13. CTV1 योजना के अनुकूलन के लिए तैयार
    1. पार्श्व मुस्कराते हुए के लिए एक सीमा मार्जिन के रूप में मध्य ब्लॉक संरचना निरुपित और पीछे-पूर्वकाल बीम के लिए एक सीमा मार्जिन के रूप में मलाशय-ब्लॉक संरचना आवंटित ।
    2. ऊर्जा परत रिक्ति, स्थान रिक्ति और लक्ष्य हाशिया के लिए स्वचालित (डिफ़ॉल्ट) सेटिंग्स के साथ ऑप्टिमाइज़ेशन प्रारंभ करें.
    3. ४० की पुनरावृत्तियों की अधिकतम संख्या, 10 के "स्पॉट फ़िल्टरिंग" से पहले ऑप्टिमाइज़ेशन की अधिकतम संख्या, और १.५ मॉनिटर इकाइयों का ंयूनतम स्थान भार निर्दिष्ट करें । स्पॉट फ़िल्टरिंग से कम १.५ मॉनिटर इकाइयों के साथ प्रोटॉन स्पॉट निकालता है, के रूप में वहां प्रोटान की संख्या है कि उपचार मशीन द्वारा दिया जा सकता है पर एक तकनीकी ंयूनतम सीमा है ।
    4. CTV1 के लिए अनुकूलन के पहले दौर में, pPTV1 के रूप में लक्ष्य निर्दिष्ट करने के लिए प्रोटॉन स्थान पदों की ग्रिड की स्थापना । निर्दिष्ट उद्देश्य ४५.५ Gy (RBE) (वजन = १००) के लिए pPTV1 और एक खुराक falloff के लिए है 0 Gy (RBE) की दूरी के भीतर 1 सेमी (वजन = 2).
    5. CTV1 के लिए अनुकूलन के एक दूसरे दौर शुरू, ऊपर pPTV1 उद्देश्यों को हटा कर । फिर नए उद्देश्यों और उद्देश्य वजन के साथ अनुकूलन फिर से शुरू । इन पैरामीटर्स को एक गहनता संग्राहक योजना विकसित करने के लिए निंनानुसार निर्दिष्ट करें, जिसे बहु-फ़ील्ड ऑप्टिमाइज़ेशन (MFO) भी कहा जाता है ।
      1. बाहरी मात्रा के लिए, 1 सेमी की दूरी के भीतर ४५ 0 Gy (RBE) की एक खुराक falloff सेट और 2 के एक वजन के साथ ।
      2. CTV1 मात्रा के लिए, १०० के एक वजन के साथ ४५ Gy (RBE) की एक ंयूनतम खुराक सेट करें ।
      3. CTV1 मात्रा के लिए, ४५.५ Gy (RBE) और १०० का एक वजन की एक समान खुराक सेट । इस उद्देश्य को मजबूत के रूप में सेट करें ।
      4. pPTV1 मात्रा के लिए, १०० के एक वजन के साथ ४६ Gy (RBE) पर अधिकतम खुराक सेट और मजबूत के रूप में इस उद्देश्य निर्धारित किया है ।
      5. मलाशय मात्रा के लिए, ५० के एक वजन के साथ ४५.८ Gy (RBE) की एक अधिकतम खुराक सेट । इस उद्देश्य को मजबूत के रूप में सेट करें ।
      6. मूत्राशय की मात्रा के लिए, ५० के एक वजन के साथ ४५.८ Gy (RBE) की एक अधिकतम खुराक निर्धारित किया है । इस उद्देश्य को मजबूत के रूप में सेट करें ।
      7. छोटी आंत के लिए, ५० के एक वजन के साथ ४५.८ Gy (RBE) की एक अधिकतम खुराक सेट । इस उद्देश्य को मजबूत के रूप में सेट करें ।
      8. बड़ी आंत के लिए, ५० के एक वजन के साथ ४५.८ Gy (RBE) की एक अधिकतम खुराक सेट । इस उद्देश्य को मजबूत के रूप में सेट करें ।
    6. विशिष्ट उद्देश्यों के अलावा, 5 मिमी स्थिति परिवर्तन, ३.५% रेंज अनिश्चितता को कम करने के लिए मजबूती सेटिंग्स असाइन करें, और कृत्रिम ("ओवरराइड किया गया") सीटी डेटा आंत्र गैस परिवर्तनशीलता पता करने के लिए उपर्युक्त को शामिल । केवल "मजबूत" के रूप में ऊपर निर्दिष्ट उन उद्देश्यों के लिए इन मजबूती सेटिंग्स लागू करें ।
  14. CTV1 योजना के लिए अनुकूलन पूरा करें और जिसके परिणामस्वरूप अनुकूलित योजना की समीक्षा करने के लिए सुनिश्चित करें कि पर्चे लक्ष्यों को प्राप्त किया गया है ।
  15. CTV2 योजना के अनुकूलन के लिए तैयार
    1. CTV1 योजना के रूप में एक स्थान प्लेसमेंट ग्रिड को प्राप्त करने के लिए pPTV2 का उपयोग कर CTV2 योजना के लिए पहला अनुकूलन पूरा करें ।
    2. pPTV2 उद्देश्यों को हटाएँ और नए उद्देश्यों के साथ अनुकूलन फिर से शुरू (प्रतिशत CTV2 के लिए पर्चे के संबंध में हैं). CTV2 योजना के लिए, व्यक्तिगत रूप से छोड़ दिया और सही बीम के लिए इन उद्देश्यों का अनुकूलन । यह एकल फ़ील्ड ऑप्टिमाइज़ेशन (SFO) के रूप में जाना जाता है और प्रत्येक बीम के लिए उद्देश्य निंनानुसार हैं ।
      1. बाहरी वॉल्यूम के लिए, ३४.२ Gy (RBE) की एक खुराक falloff को 5 मिमी की दूरी के भीतर 0 Gy (RBE) और 2 का वजन निर्धारित करें ।
      2. CTV2 मात्रा के लिए, १२० के एक वजन के साथ ३४.३७ Gy (RBE) की एक ंयूनतम खुराक सेट करें ।
      3. CTV2 मात्रा के लिए, १०० के एक वजन के साथ ३४.५४ Gy (RBE) की एक समान खुराक सेट । इस उद्देश्य को मजबूत के रूप में सेट करें ।
      4. pPTV2 मात्रा के लिए, १०० के एक वजन के साथ ३४.८८ Gy (RBE) की एक अधिकतम खुराक सेट करें । इस उद्देश्य को मजबूत के रूप में सेट करें ।
    3. ऑप्टिमाइज़ेशन के लिए समान दमदार सेटिंग का उपयोग करें.
  16. 2 योजना बीम सेट बनाने के लिए बाएँ और दाएँ पार्श्व बीम के लिए अलग से अनुकूलन पूरा करें. यह या तो बाएं या दाएं पार्श्व मुस्कराते हुए उपयोग CTV2 विकिरण के वितरण की अनुमति होगी । यह CTV1 खुराक वितरण, जो सभी 3 बीम (आर एल, LL, और फिलीस्तीनी अथॉरिटी) की आवश्यकता है हर इलाज के लिए इस्तेमाल किया जा करने के लिए इसके विपरीत में है ।
  17. समीक्षा CTV1 और CTV2 उपचार स्वतंत्र रूप से और संक्षेप में यह सुनिश्चित करें कि वे प्रोस्टेट कैंसर RTOG ०१२६ परीक्षण19द्वारा स्थापित विकिरण के लिए खुराक की कमी को पूरा करने की योजना है ।
    1. मूत्राशय की मात्रा के लिए, सुनिश्चित करें कि ८० Gy प्राप्त ऊतक का प्रतिशत 15% के तहत है, प्राप्त प्रतिशत ७५ Gy 25% से नीचे है, ७० Gy प्राप्त प्रतिशत ३५% के तहत है, और प्राप्त प्रतिशत ६५ Gy ५०% से कम है ।
    2. गुदा मात्रा के लिए, सुनिश्चित करें कि ७५ Gy प्राप्त ऊतक का प्रतिशत 15% से नीचे है, प्राप्त प्रतिशत ७० Gy के तहत 25% है, प्राप्त प्रतिशत ६५ Gy ३५% से कम है, और प्राप्त प्रतिशत ६० Gy ५०% से नीचे है ।
    3. शिश्न बल्ब मात्रा के लिए, यह सुनिश्चित करें कि मतलब खुराक के तहत है ५२.५ Gy.
    4. CTV1 और CTV2 लक्ष्य वॉल्यूम के लिए, सुनिश्चित करें कि कम से ९५% दोनों वॉल्यूम निर्धारित खुराक प्राप्त करते हैं ।
  18. यदि योजनाओं और खुराक वितरण स्वीकार खुराक बाधा दिशानिर्देश और मजबूती को पूरा, चिकित्सक अनुमोदन प्राप्त करने और उपचार वितरण प्रणाली के लिए योजनाओं का निर्यात.
  19. ionization चैंबर arrays, विकिरण डिटेक्टर का एक प्रकार का उपयोग योजना बनाई खुराक की सटीकता की पुष्टि करने के लिए उपाय ।
  20. एक माध्यमिक, स्वतंत्र खुराक गणना सॉफ्टवेयर का उपयोग कर खुराक गणना की सटीकता की जाँच करें.
  21. गुणवत्ता नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए एक चिकित्सा विज्ञानी के साथ योजना के माप परिणामों, गणना परिणामों, और तकनीकी गुणों की समीक्षा करें ।
  22. उपचार की योजना बना दस्तावेजों उत्पंन और उंहें योजना dosimetrist, भौतिक विज्ञानी, और पर्यवेक्षण चिकित्सक द्वारा अनुमोदित ।
  23. रोगी उपचार के लिए उपचार वितरण प्रणाली के लिए सभी उपचार योजना डेटा निर्यात और प्रोटॉन चिकित्सा वितरण के लिए कदम ४.१ के लिए छोड़ दें ।

3. विकिरण निष्क्रिय तितर बितर या वर्दी स्कैनिंग प्रोटॉन थेरेपी के लिए उपचार योजना:

  1. विकिरण उपचार योजना प्रणाली में सीटी सिमुलेशन डेटा आयात करें ।
  2. अधिग्रहीत सीटी छवियों के आधार पर सभी प्रासंगिक ज्यामितीय मात्रा समोच्च । इन संरचनाओं में मूत्राशय, मलाशय, बड़ी आंत, छोटी आंत, ऊरु सिर, बाहरी शरीर की सतह, fiducials, मलाशय स्पेसर, और/
  3. एक अतिरिक्त बाहरी समोच्च बनाएं । मुख्य भाग, उपचार तालिका, और किसी भी स्थिरीकरण डिवाइस शामिल करने के लिए बूलियन कार्रवाई उपकरण का उपयोग करें । विकिरण खुराक केवल इस समोच्च के भीतर की गणना की जाएगी ।
  4. समोच्च प्रोस्टेट, लाभदायक बुलबुले, और शामिल लिम्फ नोड्स शामिल करने के लिए CTV1 । CTV1 ४५.० Gy (RBE) निर्धारित की जाएगी ।
  5. समोच्च प्रोस्टेट और लाभदायक बुलबुले शामिल करने के लिए CTV2 । CTV2 को ३४.२ Gy (RBE) की कुल खुराक निर्धारित की जाएगी ।
  6. pPTV1 बनाने के लिए और 5 मिमी पीछे छोड़कर सभी दिशाओं में 7 मिमी द्वारा CTV2 विस्तार से pPTV2 बनाने के लिए 7 मिमी द्वारा CTV1 विस्तार करें ।
  7. pPTV1 और pPTV2 को टारगेट करने के लिए ट्रीटमेंट प्लानिंग सिस्टम पर बीम बनाएं । pPTV1 एक एकल १८० ° PA बीम का उपयोग कर लक्षित किया जाएगा, जबकि pPTV2 ९० ° और २७० डिग्री पार्श्व मुस्कराते हुए का उपयोग कर लक्षित किया जाएगा ।
  8. pPTV1 और pPTV2 संस्करणों के लिए ०.५ सेमी की एक समान मार्जिन के साथ प्रत्येक बीम के लिए ब्लॉक जोड़ें ।
  9. ब्लॉक आकार का उपयोग प्रत्येक pPTV मात्रा के आकार के आधार पर संभव सबसे छोटी बीम एपर्चर आकार का चयन करें । बीम एपर्चर पीतल कस्टम कटआउट जो गैन्ट्री थूथन करने के लिए संलग्न किया जाएगा प्रत्येक प्रोटॉन बीम के पार्श्व किनारों आकार है ।
  10. इस प्रकार के रूप में उपयुक्त बीम मापदंडों का चयन करके प्रत्येक प्रोटॉन बीम के बाहर और समीपस्थ मार्जिन आकार करने के लिए आवश्यक मॉडल उपयुक्त मोम क्षतिपूर्ति ।
    1. इनपुट एक सीमा ३.५% से अधिक एक अतिरिक्त 1-2 mm की अनिश्चितता मूल्य ।
    2. इनपुट एपर्चर और रोगी के बीच उपयुक्त हवा अंतर दूरी ।
    3. चिकना और वांछित खुराक ढाल को क्षतिपूर्ति आकार धब्बा ।
    4. pPTV1 और pPTV2 के लिए एक ही स्थान पर रोगी प्रोटॉन बीम प्रसव के लिए आवश्यक बदलाव को कम करने के लक्ष्य के साथ isocenters सेट करें ।
  11. pPTV1 और pPTV2 लक्ष्य योजनाओं के लिए चरण 3.10.1-3.10.4 में दर्ज पैरामीटर्स का उपयोग करके खुराक की गणना करें.
  12. समीक्षा pPTV1 और pPTV2 उपचार स्वतंत्र रूप से और संक्षेप में यह सुनिश्चित करने के लिए कि वे प्रोस्टेट कैंसर RTOG ०१२६ परीक्षण19 द्वारा स्थापित विकिरण के लिए खुराक बाधाओं को पूरा और कदम 2.17.1-2.17.4 में वर्णित की योजना है ।
  13. खुराक कवरेज के लिए वांछित ओआर और लक्ष्य लक्ष्यों को प्राप्त नहीं कर रहे हैं, तो लक्ष्य हासिल कर रहे हैं जब तक 3.8-3.10 कदम में दिखाया गया के रूप में टीपीएस में ब्लॉक और क्षतिपूर्ति मापदंडों को समायोजित. एक बार लक्ष्यों को प्राप्त कर रहे हैं, चिकित्सक अनुमोदन प्राप्त करने और ३.१४ कदम आगे बढ़ना ।
  14. एक द्वितीयक, स्वतंत्र खुराक परिकलन सॉफ़्टवेयर पैकेज का उपयोग कर अनुमोदित योजना में खुराक परिकलन की शुद्धता की जाँच करें ।
  15. गुणवत्ता नियंत्रण सुनिश्चित करने के लिए एक चिकित्सा विज्ञानी के साथ योजना के माप परिणामों, गणना परिणामों, और तकनीकी गुणों की समीक्षा करें ।
  16. आदेश ब्लॉकों और उचित विक्रेता से क्षतिपूर्ति ।
  17. क्यूएस ब्लॉक्स और वेंडर से मिले मुआवजा ।
  18. उपचार की योजना बना दस्तावेजों उत्पंन और उंहें योजना dosimetrist, भौतिक विज्ञानी, और पर्यवेक्षण चिकित्सक द्वारा डिजिटल हस्ताक्षर के द्वारा अनुमोदन ।
  19. रोगी उपचार के लिए उपचार वितरण प्रणाली के लिए सभी उपचार योजना डेटा निर्यात और ४.१ कदम के लिए आगे बढ़ना ।

4. विकिरण उपचार वितरण

  1. उपचार के पहले दिन, जांच करने के लिए सुनिश्चित करें कि विकिरण योजना उपचार प्रणाली में योजना मापदंडों से मेल खाता है ।
  2. सीटी सिमुलेशन के दौरान इस्तेमाल रोगी सेटअप पुन: पेश करने के लिए उपचार कमरे की व्यवस्था । सुनिश्चित करें कि स्थिर तकिया लेबल रोगी आईडी से मेल खाता है और फिर सही अनुक्रमण के साथ उपचार टेबल पर जगह है । सिर तालिका के सिर पर अनुकरण में उपयोग प्लेस ।
  3. रोगी है कि वे पूर्ण मूत्राशय की प्रक्रिया को पूरा कर लिया है और एक उपचार गाउन में बदल के साथ की पुष्टि करें ।
  4. उपचार के कमरे में रोगी अनुरक्षण और उसे हाथ के साथ उपचार की मेज पर लापरवाह स्थिति में जगह स्थिर तकिया में छाती और पैरों के पार लगा दिया ।
    1. संमिलित करें और फुलाना endorectal गुब्बारा अगर सिमुलेशन के दौरान इस्तेमाल किया ।
  5. इलेक्ट्रॉनिक isocenter की ओर लोड की स्थिति से उपचार टेबल कदम सिमुलेशन के दौरान रखा जाता है कि निशान के लिए रोगी संरेखित करने के लिए । पिच, रोटेशन और yaw जैसे रोगी स्थिति में किसी भी सकल त्रुटियों को सही करने के लिए तालिका समायोजित करें ।
    1. एक बार रोगी को ठीक से सिमुलेशन के निशान के लिए गठबंधन किया है, dosimetric उपचार योजना प्रक्रिया के दौरान निर्धारित उन वांछित उपचार isocenter के लिए रोगी संरेखित करने के लिए शुरू की स्थिति से पाली पूरा करें ।
  6. ओर्थोगोनल केवी इमेजिंग प्रदर्शन श्रोणि हड्डियों और फिड्यूशियल मार्करों पहले प्रोस्टेट के भीतर मूत्रविज्ञान द्वारा रखा करने के लिए उचित आंतरिक रोगी संरेखण सुनिश्चित करने के लिए ।
    1. निर्धारित यदि स्थिति समायोजन के आधार पर अधिग्रहीत केवी छवियों पर डिजिटल खंगाला रेडियोग्राफ योजना सीटी सिमुलेशन स्कैन से ओवरले की आवश्यकता है । संरेखण सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक परिवर्तन लागू करें ।
    2. यदि केवी छवियों को अत्यधिक आंत्र गैस का प्रदर्शन, रोगी पूछने के लिए हवा को निष्कासित जबकि इलाज की मेज पर झूठ बोल अगर संभव है, तो फिर से संगठित और फिर से छवि ।
      1. यदि मरीज को इलाज की मेज पर जारी करने में असमर्थ है, उपचार को निरस्त और मरीज को टॉयलेट जाना है । मरीज के टॉयलेट से रिटर्न के बाद, ४.३ कदम से प्रोटॉन वितरण प्रक्रिया को पुनः आरंभ करें ।
  7. एक बार जब स्वीकार्य केवी छवियों को प्राप्त कर रहे है और पुष्टि की, एक शंकु बीम सीटी (CBCT) स्कैन मूत्राशय का आकलन करने के लिए पूरा हो गया है/ CBCT स्कैन के आधार पर अतिरिक्त रोगी पोजिशनिंग समायोजन लागू करें । केवी इमेजिंग-आधारित स्थिति सुधार के साथ के रूप में, CBCT डेटा का उपयोग कर किए गए परिवर्तन सीधे इमेजिंग कंसोल से स्वचालित अनुप्रयोग के लिए उपचार तालिका के लिए भेजा जाएगा ।
    1. प्रोटॉन चिकित्सा के पहले दिन पर उपचार की शुरुआत करने से पहले इलाज चिकित्सक के साथ सभी स्थिति सुधार सत्यापित करें ।
  8. गैन्ट्री कोण के दो चिकित्सक के बीच श्रव्य सत्यापन के साथ उपचार वितरण आरंभ, इकाइयों की निगरानी, स्कैनिंग स्पॉट और परतों की संख्या, और प्रत्येक उपचार के कोण के लिए थूथन स्थिति. इन मापदंडों dosimetry, भौतिकी, और इलाज चिकित्सक द्वारा हस्ताक्षरित योजना के दस्तावेजों में और उपचार सांत्वना पर प्रदर्शित कर रहे हैं ।
  9. उपचार के बाद, दैनिक संरेखण के लिए उपचार isocenter चिह्नित करें और चिह्नों को निकालें ।
  10. सभी अनुवर्ती उपचार अंशों के लिए 4.2-4.9 चरणों को दोहराएँ ।

Representative Results

उपलब्ध डेटा कुछ कैंसर के लिए प्रोटॉन थेरेपी के साथ एक बड़ा लाभ पता चलता है20,21। पीटी का चयन बाल चिकित्सा ट्यूमर के लिए इष्ट हो सकता है, पहले विकिरणित क्षेत्रों में आवर्तक कैंसर, या अन्य कैंसर जहां सामान्य ऊतक चोट के जोखिम फोटॉन उपचार के साथ उच्च है. नीचे, हम आवेदन और प्रोस्टेट, स्तन और medulloblastoma के लिए प्रोटॉन थेरेपी के लाभ पर चर्चा की । हमारा उद्देश्य पुरुषों, महिलाओं, और बच्चों में आम ट्यूमर के लिए प्रोटॉन चिकित्सा के आवेदन की एक बेहतर समझ के साथ पाठकों को उपलब्ध कराने के लिए है ।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, प्रोस्टेट कैंसर पुरुषों में सबसे अधिक निदान द्रोह और पुरुषों के बीच कैंसर से संबंधित मौत का दूसरा सबसे आम कारण है । एक अनुमानित १६४,६९० नए मामलों में २०१८ का निदान किया जाएगा, और २९,००० से अधिक पुरुषों के रोग से मर जाएगा । गैर मेटास्टेटिक प्रोस्टेट कैंसर के रोगियों के उपचार के विकल्प के लिए पात्र हैं, सक्रिय निगरानी, कट्टरपंथी prostatectomy, ब्रैकीथेरेपी और फोटॉनों या प्रोटान22के साथ बाहरी बीम विकिरण सहित । सटीक उपचार निर्णय रोगी शरीर रचना विज्ञान, comorbidities, ट्यूमर चरण, चिकित्सक के फैसले और रोगी वरीयता के आधार पर किए जाते हैं ।

प्रारंभिक चरण प्रोस्टेट कैंसर के लिए विकिरण वितरण प्रोस्टेट ग्रंथि तक ही सीमित है । मध्यवर्ती जोखिम प्रोस्टेट कैंसर के मामले में, समीपस्थ लाभदायक बुलबुले के रूप में अच्छी तरह से लक्षित कर रहे हैं । हालांकि आंशिक प्रोस्टेट चिकित्सा का पता लगाया जा रहा है, पूरे ग्रंथि चिकित्सा देखभाल के मानक रहता है । Obturator, पूर्व त्रिक, आंतरिक श्रोणि, और बाह्य श्रोणि नोड्स अक्सर प्रतिकूल मध्यवर्ती और उच्च जोखिम वाले रोग के साथ रोगियों के लिए शामिल हैं ।

विकिरण उपचार योजना से पहले, फिड्यूशियल मार्करों छवि निर्देशित उपचार पूर्व उपचार kilovoltage इमेजिंग (यानी, मानक एक्स-रे)23का उपयोग कर की अनुमति के लिए रखा जा सकता है । इसके अलावा, एक hydrogel स्पेसर भी सीटी सिमुलेशन से पहले डाला जा सकता है मलाशय और प्रोस्टेट के बीच एक अंतर बनाने के लिए आगे की खुराक के लिए मलाशय के ऊतकों24,25. उपचार की योजना के दौरान, रोगियों एक स्वनिर्धारित तकिया डिवाइस का उपयोग कर मैटीरियल के साथ लापरवाह स्थिति में नकली होना चाहिए । एक गुदा गुब्बारा सीटी सिमुलेशन पर रखा जा सकता है दोनों प्रोस्टेट गति और मलाशय मात्रा और घनत्व26के बारे में अनिश्चितता की सीमा । एक आराम से पूर्ण मूत्राशय के लिए खुराक सीमा छोटी आंत और मूत्राशय के पूर्वकाल भाग27की सिफारिश की है । एमआरआई सिमुलेशन भी अधिक सटीक लक्ष्य मात्रा को रेखांकित26की अनुमति के लिए सलाह दी जाती है ।

उपचार प्रोस्टेट को ७५.६-७९.२ Gy की खुराक देने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए, ४५ की खुराक के साथ-५०.४ Gy सूक्ष्म रोग फैला के जोखिम पर नोडल या लाभदायक पुटिका क्षेत्रों के वैकल्पिक कवरेज के लिए सिफारिश की9. सभी अंशों को १.८ में एक बार प्रतिदिन 2 Gy प्रति अंश के हिसाब से डिलीवर किया जाता है । एक ब्रैकीथेरेपी को बढ़ावा देने के मध्यवर्ती और उच्च जोखिम वाले रोगियों के लिए, बाह्य बीम विकिरण खुराक लगभग ४५ Gy तक सीमित किया जाना चाहिए. ११० Gy की ब्रैकीथेरेपी खुराक I-१२५ कम खुराक दर स्थाई प्रत्यारोपण के साथ प्रयोग किया जाना चाहिए । कैथेटर्स के माध्यम से दिया उच्च खुराक दर ब्रैकीथेरेपी के साथ, आमतौर पर इस्तेमाल किया बढ़ावा परहेजों 13 से 15 Gy x 1 अंश, 8 से ११.५ Gy x 2 भिन्न, ५.५ करने के लिए ६.५ Gy x 3 भिन्न, और ४.० करने के लिए ६.० Gy x 4 अंश9शामिल हैं ।

उपचार योजना dosimetry मूत्राशय, मलाशय और आंत्र करने के लिए खुराक को सीमित करने के लिए अनुकूलित है । फोटॉन के बीच Dosimetric तुलना-प्रोटॉन बनाम आधारित चिकित्सा (यानी, IMRT बनाम IMPT तकनीक) के बाद28दृष्टिकोण के साथ सामांय ऊतकों को खुराक की बख्शते सुधार का प्रदर्शन किया है ।

प्रोस्टेट कैंसर विशिष्ट मृत्यु दर प्रारंभिक चरण22 रोग के साथ पुरुषों के लिए 10 साल में 2% के अंतर्गत है उपचार चयनित की परवाह किए बिना । खुराक तेज आरटी के साथ, उच्च जोखिम वाले रोगियों को भी 9 साल29में एक कम प्रोस्टेट कैंसर 5% की विशिष्ट मृत्यु दर दिखा । मृत्युदर मेटास्टेटिक सेटिंग में प्रभावी रहने वाले प्रणालीगत उपचारों की उपलब्धता के कारण काफी हद तक कम रहती है । IMRT और प्रोटॉन चिकित्सा दोनों के साथ परिणाम30,31उत्कृष्ट रहते हैं । PARTIQoL (NCT01617161) अध्ययन एक चल रही है, प्रोटॉन बीम थेरेपी के बीच यादृच्छिक अध्ययन (PBT) और IMRT कम और मध्यवर्ती जोखिम प्रोस्टेट कैंसर के लिए जो उंमीद है कि अगर एक साधन दूसरे पर बेहतर है निर्धारित करेगा ।

स्तन कैंसर महिलाओं में सबसे अधिक निदान द्रोह और कैंसर के दूसरे सबसे आम कारण अमेरिकी महिलाओं के बीच मौत से संबंधित है । एक अनुमान के २६८,६७० नए मामलों में २०१८ का निदान किया जाएगा, और ४१,४०० महिलाओं के रोग से मर जाएगा1. विपरीत प्रोस्टेट कैंसर में जहां ज्यादातर रोगियों मोनोथेरापी के रूप में विकिरण प्राप्त करते हैं, स्तन कैंसर रोगियों विकिरण पश्चात कैंसर पुनरावृत्ति11के जोखिम को कम करने के लिए प्राप्त करते हैं । आवश्यक सर्जरी की हद के आधार पर, विकिरण ट्यूमर lumpectomy के बाद या mastectomy11,३२के बाद छाती की दीवार के लिए शेष स्तन को लक्षित किया जा सकता है । axilla, अक्षोत्तर और आंतरिक स्तन क्षेत्रों में क्षेत्रीय लिम्फ नोड्स अगर वे ट्यूमर प्रसार के लिए जोखिम में समझा रहे हैं निशाना बनाया जा सकता है ।

स्तन रोगियों के लिए उपचार कार्यक्रम आम तौर पर एक बार दैनिक उपचार, प्रति सप्ताह पांच दिन आवश्यक है । प्रारंभिक चरण के रोगियों को आम तौर पर पारंपरिक fractionated के साथ इलाज कर रहे हैं (1.8-2.0 Gy/अंश; ५० Gy कुल) या hypofractionated (२.६७ Gy/अंश; 40.05-42.56 Gy कुल) परहेजों पूरे स्तन के लिए11,३३। अधिक उन्नत के साथ रोगियों, लेकिन स्थानीयकृत रोग पूरे स्तन या छाती की दीवार और क्षेत्रीय लिम्फ नोड्स के लिए ५० Gy (1.8-2.0 Gy/अंश) के लिए पारंपरिक भिन्नीकरण के साथ इलाज कर रहे हैं । इन खुराकों शल्य चिकित्सा के बाद मौजूद हो सकता है जो उपनैदानिक रोग के लिए प्रभावी रहे हैं.

सीटी स्तन कैंसर रेडियोथेरेपी के लिए सिमुलेशन आम तौर पर लापरवाह स्थिति में पूरा हो गया है । प्रोस्टेट कैंसर के लिए इसके विपरीत, दोनों हथियार उपरि अपहरण कर रहे है छाती की दीवार या स्तन ऊतक के जोखिम की अनुमति । इसके अलावा, एक स्वनिर्धारित cradling डिवाइस और स्तन बोर्ड अक्सर एक उठाया स्थिति में छाती को स्थिर करने के लिए इतना है कि manubrium उपचार तालिका के समानांतर है उपयोग किया जाता है । यह सुनिश्चित करता है कि स्तन ऊतक गर्दन क्षेत्र के लिए बेहतर नहीं गिर करता है ।

स्तन कैंसर के दौरान दिल के लिए विकिरण जोखिम भविष्य के कोरोनरी रोग३४का एक बढ़ा जोखिम के साथ जुड़ा हुआ है । एक परिणाम के रूप में, दिल की खुराक को कम करने के लिए तकनीक सर्वोपरि महत्व के हैं । एक दृष्टिकोण को रोजगार के लिए गहरी inspiratory सांस पकड़ (दिभ) को intrathoracic अंतरिक्ष और दिल और पूर्वकाल छाती दीवार के बीच की दूरी को बढ़ाने/ के रूप में विधि का तात्पर्य, रोगियों दिभ के साथ इलाज उनके श्वसन चक्र को निलंबित और प्रेरणा की अधिकतम बिंदु पर उपचार प्राप्त होगा । हालांकि, सभी रोगियों को इस तकनीक की अनुमति के लिए पर्याप्त अवधि के सांस धारण बर्दाश्त करने में सक्षम नहीं हैं । कुछ रोगियों में, एक प्रवण स्थिति लाभप्रद हो सकता है और स्तन ऊतक गंभीर सामान्य ऊतकों से दूर लटका करने के लिए अनुमति दे सकता है,३५दिल सहित. इस दृष्टिकोण की एक खामी सीमा यह लसीका क्षेत्रों को लक्षित करने की क्षमता पर स्थानों है । प्रोटॉन चिकित्सा पर्याप्त कार्डियक खुराक दिभ और प्रवण तकनीकों की आवश्यकता के बिना बख्शते प्राप्त कर सकते हैं३६,३७.

प्रोटॉन चिकित्सा स्तन कैंसर रोगियों के लिए कार्यरत है और फोटॉन के लिए बेहतर होना करने के लिए प्रदर्शन किया गया है-खुराक के संबंध में महत्वपूर्ण संरचनाओं पर प्रभाव बख्शते इस तरह के फेफड़ों और दिल३८के रूप में तकनीक आधारित है । एक श्रेणी के मज़दूर के साथ एक एकल क्षेत्र पेंसिल बीम स्कैनिंग (पंजाब) योजना छाती की दीवार और क्षेत्रीय नोड्स के लिए प्रोटॉन विकिरण प्रशासन करने के लिए उपयोग किया जा सकता है । निष्क्रिय तितर बितर दृष्टिकोण भी कार्यरत हो सकता है । यदि एक से अधिक क्षेत्रों के लिए पूरी छाती की दीवार और क्षेत्रीय सीमाओं के कारण क्षेत्र नोड्स का इलाज करने के लिए आवश्यक हैं, तो क्षेत्र मिलान तकनीकों कार्यरत होना चाहिए । एक रणनीति clavicular सिर३९नीचे 2-4 mm के एक त्वचा के अंतर के साथ मिलान अक्षोत्तर और छाती दीवार क्षेत्रों मिलान को रोजगार के लिए है । क्षेत्र की सीमाओं एक 1 सेमी दूरी पर विकिरण पाठ्यक्रम के दौरान अलग समय बिंदुओं पर गर्म और ठंडे धब्बे को कम करने के लिए ले जाया जाता है ।

स्तन कैंसर विकिरण के साथ नैदानिक परिणाम प्रारंभिक चरण रोग के लिए ५०% की एक समग्र अस्तित्व का प्रदर्शन11 और ३७% 20 साल अनुवर्ती३२अप में स्थानीय रूप से उन्नत रोगियों के लिए. लंबे समय छूट की अवधि को देखते हुए, उपचार से संबंधित विषाक्तता के ंयूनतम बड़ी चिंता का विषय है । हालांकि प्रोटॉन चिकित्सा संभावित हृदय विषाक्तता जोखिम कम करने की उंमीद है, इस सवाल चल रहे RADCOMP कंसोर्टियम परीक्षण (NCT02603341) है, जो स्तन कैंसर के साथ महिलाओं फोटॉन या प्रोटॉन रेडियोथेरेपी के लिए यादृच्छिक है में जांच की जा रही है ।

कैंसर संयुक्त राज्य अमेरिका में 1-14 आयु वर्ग के बच्चों में मौत का दूसरा सबसे आम कारण रहता है और केवल दुर्घटनाओं से बढ़कर है । २०१८ में, १०,५९० बच्चों के कैंसर के साथ का निदान किया जाएगा, और १,१८० उनके द्रोह1के मर जाएगा । इस ग्रुप के अलावा medulloblastoma के 250-500 मरीजों का निदान किया जाएगा । medulloblastoma के निदान में औसत उंर 4-6 साल है । मस्तिष्कमेरु द्रव की भागीदारी और प्रसार के लिए उच्च जोखिम को देखते हुए (30-40%), craniospinal विकिरण (सीएसआई) इन रोगियों में देखभाल के मानक है, लगभग ८० उचित उपचार के साथ जीवित% के साथ ।

Medulloblastoma रोगियों उनकी उम्र, anaplasia या मेटास्टेसिस की उपस्थिति, और शल्य चिकित्सा लकीर के बाद अवशिष्ट ट्यूमर की राशि के आधार पर मानक जोखिम और उच्च जोखिम वाले समूहों में स्तरीकृत हैं । किसी भी मामले में, उपचार पश्चात विकिरण शामिल हैं । medulloblastoma के लिए आरटी २३.४-३६ Gy की एक खुराक के लिए प्रारंभिक सीएसआई शामिल है । अतिरिक्त खुराक तो ट्यूमर बिस्तर के लिए दिया जाता है ५०.४-५५.८ Gy की एक खुराक प्राथमिक ट्यूमर साइट४०को प्राप्त करने के लिए । उपचार योजना विचार brainstem और रीढ़ की हड्डी के लिए अधिकतम खुराक की सीमा ५४ Gy और ४५ Gy, क्रमशः शामिल हैं । सीएसआई फोटॉन या प्रोटॉन थेरेपी का उपयोग कर दिया जा सकता है । सीटी सिमुलेशन और उपचार अक्सर संज्ञाहरण की आवश्यकता के लिए सुनिश्चित करें कि रोगियों को उपचार के दौरान कदम नहीं है४१।

बड़े विकिरण के साथ लक्षित क्षेत्रों के कारण, फोटॉन-आधारित आरटी तकनीक वक्ष और उदर संरचनाओं के लिए पर्याप्त विकिरण जोखिम में परिणाम रीढ़ की हड्डी के लिए पूर्वकाल, फेफड़ों सहित, दिल, गुर्दे आंत्र, और स्तन । इन क्षेत्रों में प्रोटॉन थेरेपी (चित्रा 3)४२के साथ अतिरिक्त विकिरण से बख्शा जा सकता है । पीटी आधारित सीएसआई दो थोड़ा टेढ़ा पार्श्व क्षेत्र की आवश्यकता के लिए ऊपरी ग्रीवा रीढ़ और मस्तिष्क विकीर्ण, साथ ही साथ एक या एक से अधिक पीछे-पूर्वकाल निचले ग्रीवा, वक्ष, काठ का निशाना मुस्कराते हुए, और त्रिक रीढ़ क्षेत्रों । कई क्षेत्रों के बाद से आवश्यक है सीएसआई के लिए लक्ष्य केबल टीवी पूरे मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) अंतरिक्ष cauda equina के माध्यम से रीढ़ की हड्डी में नहर के माध्यम से S2 के स्तर पर विस्तार करने के लिए शामिल है s/S3 कशेरुका जंक्शन (चित्रा 3) । रीढ़ की लंबाई उपचार के लिए आवश्यक रीढ़ की हड्डी क्षेत्रों की कुल संख्या निर्धारित करता है । ऊपरवाला रीढ़ की हड्डी के क्षेत्र की बेहतर सीमा कपालीय क्षेत्रों की हीन सीमा से मेल खाती है. रीढ़ की हड्डी के मैदान में पूरी रीढ़ की हड्डी को कवर नहीं कर सकते हैं, तो एक दूसरे रीढ़ की हड्डी के मैदान के ऊपरी सीमा से मेल खाता है । इस प्रक्रिया को दोहराया जा सकता है अगर एक तिहाई क्षेत्र के लंबे रोगियों के लिए आवश्यक है । 15 साल की उंर के नीचे के रोगियों के लिए, रीढ़ के खेतों के पूर्वकाल सीमा के लिए पूरे कशेरुका निकायों को शामिल करने के लिए एक सजातीय खुराक के लिए विकसित कंकाल में भविष्य के विकास विषमताओं को रोकने के लिए आवश्यक हड्डी सुनिश्चित विस्तारित है । 15 साल की उंर में उन लोगों के लिए, पूर्वकाल रीढ़ क्षेत्र सीमा रीढ़ की हड्डी के कॉलम में रीढ़ की हड्डी में नहर से परे 2-3 mm विस्तारित है ।

दोनों निष्क्रिय तितर बितर और पंजाबियों तकनीक सीएसआई४२,४३के लिए उपयोग किया गया है । सीएसआई चिकित्सा के विशिष्ट लक्ष्यों मस्तिष्कमेरु द्रव (सीएसएफ) thecal थैली (S2 या S3) के निचले छोर करने के लिए, पूर्वकाल खोपड़ी आधार और छिद्रिल प्लेट के लिए पूर्ण खुराक, ऑप्टिक संरचनाओं के लिए खुराक की ंयूनतम करने के लिए सजातीय विकिरण खुराक, थायराइड की सीमा शामिल पर्चे खुराक के 5% से अधिक नहीं है, और घेघा४३करने के लिए खुराक की ंयूनतम ।

निष्क्रिय तितर बितर उपचार की योजना आमतौर पर कपाल क्षेत्रों के निर्माण के साथ शुरू होता है । रेंज मैनुअल संपादन के साथ मुआवजा अक्सर मस्तिष्क में एक सजातीय खुराक वितरण बनाने जबकि आंखों और कोक्लीअ के लिए खुराक को सीमित करने के लिए आवश्यक हैं । रीढ़ की हड्डी के खेतों के लिए, क्षतिपूर्ति थायराइड स्तर पर और अधिक मोटा होना करने के लिए खुराक कम कर रहे हैं । विशेष ध्यान तो कपाल और रीढ़ की हड्डी के खेतों के बीच क्षेत्र जंक्शनों के लिए भुगतान किया है और कई रीढ़ की हड्डी क्षेत्रों के बीच जब आवश्यक है । जंक्शन क्षेत्र को 1.25-1.5 सेमी लंबाई के रूप में परिभाषित किया गया है जहां खेतों adjoin । जंक्शन गर्म या ठंडी खुराक क्षेत्रों के विकास को रोकने के लिए साप्ताहिक कपाल या caudal दिशा में परिवर्तन किया जाता है । आदर्श रूप में, खुराक विचरण पर्चे खुराक के 95-108% के बीच रखा जाता है । फील्ड वेट, एपर्चर संपादन, और क्षतिपूर्ति संपादन सभी इस लक्ष्य४३को प्राप्त करने के लिए कार्यरत हैं ।

एमडी एंडरसन कैंसर केंद्र में शोधकर्ताओं ने सीएसआई योजना४२के लिए एक कदम बुद्धिमान रणनीति विकसित की है । इस दृष्टिकोण एक MFO योजना के विकास के लिए कपाल और निचली रीढ़ की हड्डी के खेतों में वक्ष रीढ़ के लिए एक SFO योजना के निर्माण के बाद इलाज शामिल है । खुराक ढाल जंक्शन क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है । SFO योजना तो एक अंतिम, समग्र MFO योजना विकसित करने के लिए प्रारंभिक MFO योजना में नकल की है । स्पाइन जंक्शनों एक बार 4-उपचार के सप्ताह के पाठ्यक्रम पर 2 सेमी से स्थानांतरित कर रहे हैं । निष्क्रिय तितर बितर सीएसआई की तुलना में, पंजाब आधारित सीएसआई विकिरण खुराक में लेंस, कोक्लीअ और कर्णमूल ग्रंथियों के लिए पर्याप्त कटौती प्रदान करता है, लेकिन वृद्धि की थायराइड खुराक४२की कीमत पर ।

Medulloblastoma रोगियों 60-80 जोखिम स्तर४४के आधार पर% की घटना मुक्त जीवित रहने की दर की उंमीद कर सकते हैं । सीएसआई के साथ विकिरणित ऊतक के बड़े क्षेत्र को देखते हुए, और बाल चिकित्सा रोगियों के संवेदनशील प्रकृति, दीर्घकालिक पक्ष प्रभाव जोखिम काफी हैं और neurocognitive हानि, माध्यमिक द्रोह, पिट्यूटरी रोग, सुनवाई नुकसान, हृदय रोग शामिल हैं , बांझपन, हाइपोथायरायडिज्म, vasculopathy, सूखी आंखें, मोतियाबिंद गठन, दृष्टि हानि, और विकिरण परिगलन/सुषुंना । इसलिए, प्रोटॉन आधारित सीएसआई कई रोगियों के लिए एक पर्याप्त लाभ प्रदान कर सकते हैं ।

Figure 1
चित्रा 1: रेडियोथेरेपी के लिए गहराई खुराक घटता । विभिन्न नैदानिक विकिरण मुस्कराते हुए के लिए दिखाया पानी में गहराई के एक समारोह के रूप में खुराक वितरण. कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 2
चित्रा 2: प्रोटॉन और फोटॉन स्तन विकिरण की तुलना । स्थानीय रूप से उन्नत स्तन कैंसर के साथ एक रोगी के लिए प्रतिशत खुराक वितरण या तो IMRT के साथ विकिरण चिकित्सा प्राप्त (ए, बी) या प्रोटान (सी, डी) और दिल के लिए पर्याप्त विकिरण खुराक में कमी का प्रदर्शन और प्रोटान के साथ फेफड़ों । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

Figure 3
चित्रा 3: प्रोटॉन और फोटॉन craniospinal विकिरण की तुलना । प्रोटान (क) या IMRT (ख) का उपयोग कर craniospinal विकिरण प्राप्त medulloblastoma के साथ एक रोगी के लिए प्रतिशत खुराक वितरण और अंतर-वक्ष और अंतर-उदर क्षेत्रों के लिए पर्याप्त विकिरण खुराक में कमी का प्रदर्शन साथ प्रोटान । कृपया यहां क्लिक करें इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण को देखने के लिए ।

फोटॉन प्रोटॉन
कण प्रकार बोसॉन समग्र Fermion
प्रभारी [कप् तान] 0 + १.६०२ एक्स 10-19
द्रव्यमान [किग्रा] 0 १.६७२ एक्स 10-27
स्पिन 1 1/2
ऊर्जा † [MeV] ०.१-25 10-250
सामांय स्रोत रैखिक त्वरक, Co-६० Radioisotopes, एक्स-रे ट्यूब साइक्लोट्रॉन या सिंक्रोट्रॉन त्वरक
वितरण विधियों Collimated ठोस मुस्कराते हुए, मल्टीलीफ Collimators, तीव्रता मॉडुलन, आर्क्स निष्क्रिय कैटरिंग, चुंबकीय स्कैनिंग
† ऊर्जा रेंज आमतौर पर मानव कैंसर के इलाज के लिए इस्तेमाल किया

तालिका 1: प्रोटॉन और फोटॉन विकिरण की तुलना ।

Discussion

विकिरण उपचार योजना और कैंसर के लिए वितरण एक उच्च अनुकूलित प्रक्रिया प्रत्येक व्यक्तिगत रोगी और उसके विशेष कैंसर के लिए व्यक्तिगत है । आधुनिक विकिरण उपचार एक छवि निर्देशित हस्तक्षेप-सीटी एक स्वनिर्धारित विकिरण योजना अनुकरण के दौरान प्राप्त छवियों आधारित है । सीटी इमेजिंग अनिवार्य है क्योंकि यह 3 आयामी (3 डी) रोगी के बारे में शारीरिक जानकारी के रूप में अच्छी तरह से शरीर है कि खुराक गणना के लिए आवश्यक है के भीतर विभिंन स्थानों पर ऊतक घनत्व की सटीक ठहराव शामिल है । सीटी इमेजिंग के दौरान मरीज को एक मोटर चालित टेबल पर तैनात किया जाता है । कई यांत्रिक स्थिरीकरण उपकरणों आमतौर पर इमेजिंग के दौरान और बाद में आरटी प्रसव के दौरान रोगी आंदोलन को प्रतिबंधित करने के लिए कार्यरत हैं । आवश्यक परिशुद्धता पर निर्भर करता है, इन उपकरणों सरल मोल्ड-प्रकार कुशन और प्लास्टिक के जाल, जो रोगी की सतह के अनुरूप है और फिर गति को प्रतिबंधित करने के लिए कठोर, कठोर खोपड़ी उपकरणों के रूप में अधिक आक्रामक उपकरणों है कि जगह में drilled रहे है से लेकर । अक्सर, स्थिर उपकरण के आवश्यक परिशुद्धता के पास महत्वपूर्ण संरचनाओं के लिए ट्यूमर ऊतक की निकटता से तय होता है । एक उदाहरण के रूप में, सबसे आक्रामक स्थिरीकरण उपकरण, एक सिर हेलो जगह में drilled, जब एक मिलीमीटर परिशुद्धता आंखों या ऑप्टिक नसों के पास एक ट्यूमर का इलाज करने के लिए अंधापन है कि रोगी से हो सकता है की संभावना को कम करने के लिए की जरूरत है कभी इस्तेमाल किया जा रहा है उपचार के दौरान एक गलत स्थिति में ।

सीटी इमेजिंग जानकारी भी आंतरिक सामांय ऊतक शरीर रचना विज्ञान का अनुकूलन किया जाता है । उदाहरण के लिए, मूत्राशय निरोध अक्सर प्रोस्टेट के विकिरण से मूत्राशय और छोटे आंत्र खुराक जोखिम को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है के रूप में ऊपर प्रोटोकॉल में उल्लेख किया । इसी प्रकार, पेट के ऊपरी पेट विकिरण के लिए सिमुलेशन के दौरान भोजन के साथ विशेष रूप से कर रहे हैं, तो (उदाहरण के लिए, गैस्ट्रिक, जिगर, बाहर घेघा), तो रोगी पेट और आंत्र पथ के माध्यम से पारित करने के लिए भोजन की अनुमति के बाद फिर से अनुकरणीय है . यह पेट हटना और ऊपरी पेट के ट्यूमर के रेडियोथेरेपी के दौरान विकिरण जोखिम की संभावना को कम करेगा । मामलों में जहां पेट या मूत्राशय खुद विकिरण लक्ष्य कर रहे हैं, वे जानबूझकर किया जा सकता है या खुराक वितरण का अनुकूलन करने के लिए खाली कर दिया ।

कुछ उदाहरणों में, एक ट्यूमर पर्याप्त रूप से या मज़बूती से सीटी पर visualized नहीं है, लेकिन अधिक सही एक एमआरआई या एक पालतू स्कैन द्वारा पहचाना जा सकता है । ऐसे मामलों में, पीईटी या एमआरआई स्कैन बाद अभी भी खुराक गणना के लिए आवश्यक है के बाद से सीटी डेटा पूरक करने के लिए उपयोग किया जाता है । यह एमआरआई और योजना चिकित्सा के लिए सीटी छवियों के लिए पीईटी छवियों दर्ज द्वारा हासिल की है । एमआरआई स्कैन अक्सर अधिक से अधिक दृश्य इसके विपरीत और सीटी, जो मस्तिष्क या जिगर में उन लोगों के रूप में एक ट्यूमर की पतली, कोमल ऊतक सीमाओं की पहचान करने के लिए फायदेमंद हो सकता है उच्च संकल्प प्रदान करते हैं । पालतू रेडियोधर्मी के वितरण के एक कार्यात्मक दृश्य प्रदान करता है-अनुरेखक रोगी में इंजेक्शन अणुओं ।

कुछ ट्यूमर छाती या पेट के क्षेत्रों में उत्पन्न होते हैं जहाँ वे श्वसन के साथ काफी आगे बढ़ सकते हैं । आदेश में इस प्रस्ताव के लिए खाते में विकिरण सटीकता, एक 4 आयामी सीटी, "मूवी-मोड" सीटी इमेजिंग, का एक प्रकार सुनिश्चित करने के लिए 3 डी रोगी शरीर रचना विज्ञान पर कब्जा के रूप में यह श्वसन के दौरान समय के साथ परिवर्तन किया जा सकता है । कुछ वक्ष और उदर के लक्ष्य के लिए, संपीड़न बेल्ट या गति शमन के अंय साधनों के लिए चिकित्सा के दौरान इस्तेमाल किया जा सकता है गति और सीमा को प्रतिबंधित ट्यूमर स्थान४५के बारे में अनिश्चितता ।

एक बार रोगी के उपचार के लिए अनुकरणीय है, एक व्यक्तिगत उपचार योजना कैंसर प्रोटोकॉल, ट्यूमर स्थान, और शारीरिक सुविधाओं, जो विकिरण मुस्कराते हुए, कण प्रकार, ऊर्जा के इष्टतम विन्यास को प्रभावित के विचार के साथ विकसित की है, और प्रत्येक व्यक्ति के रोगी के लिए खुराक स्तर । प्रत्येक रोगी के लिए, बुनियादी सवालों की एक संख्या शुरू में नैदानिक टीम द्वारा विचार कर रहे है एक इष्टतम उपचार योजना विकसित करना । एक प्रारंभिक बिंदु के रूप में, विकिरण का सबसे उपयुक्त रूप चयनित किया जाना चाहिए । विकल्प फोटॉनों, इलेक्ट्रॉनों, या प्रोटान शामिल हैं । यह आमतौर पर विकिरण वितरण के लिए बीम कोण (ओं) के चयन के बाद है । सबसे आरटी मशीनों एक रोबोट रोगी पोजीशनिंग मेज और एक घूर्णन गैन्ट्री कि आर टी बीम वस्तुतः किसी भी कोण से रोगी में निर्देशित किया जा करने की अनुमति शामिल हैं । निर्णय है कि सबसे प्रभावी ढंग से आरटी के साथ लक्ष्य हमलों और सबसे अच्छा गैर लक्ष्य है कि चयनित मुस्कराते हुए रास्ते में हो सकता है से बचा जाता है खोज शामिल है । कुछ मामलों में, बीम कोण योजना प्रणाली द्वारा ही ट्यूमर और सामांय ऊतकों के लिए विकिरण के लक्ष्यों में डालने के बाद निर्धारित कर रहे हैं । इस प्रक्रिया "व्युत्क्रम योजना" है और अक्सर IMRT के मामले में किया जाता है, जो कई की तीव्रता, आने वाले विकिरण एक समान लक्ष्य खुराक प्रदान करता है, लेकिन अत्यधिक गैर वर्दी खुराक के लिए नेतृत्व कर सकते हैं कि एक समय-निर्भर तरीके से बीम का नियमन शामिल है लक्ष्य से बाहर । हालांकि दोनों फोटॉन या प्रोटॉन थेरेपी तीव्रता संग्राहक हो सकता है, व्युत्क्रम योजना काफी हद तक फोटॉन आधारित IMRT में ही उपयोग किया जाता है । ठोस विकिरण मुस्कराते हुए इस्तेमाल किया जा करने के लिए कर रहे हैं, तो कस्टम धातु collimators ट्यूमर के आकार के साथ विकिरण बीम के आकार से मेल करने के लिए गढ़े जा सकता है ।

यदि प्रोटॉन थेरेपी का चयन किया जाता है, तो बाद के निर्णय में निष्क्रिय बिखराव या पंजाबियों की तकनीक के उपयोग के संबंध में किए जाने की आवश्यकता होती है । पंजाब के मामले में, एक अतिरिक्त निर्णय MFO या एकल क्षेत्र अनुकूलन/एकल क्षेत्र वर्दी खुराक (SFO/SFUD) रणनीतियों के उपयोग के बारे में आवश्यक है । MFO उपचार में, एकाधिक बीम हर अंश के दौरान एक ट्यूमर के इलाज के बाद से प्रत्येक बीम केवल लक्ष्य के एक हिस्से के लक्ष्य की आवश्यकता है । इसके विपरीत, SFO योजनाओं के लिए, हर बीम पूरे लक्ष्य को शामिल किया गया । MFO अक्सर एक महत्वपूर्ण संरचना के पास ट्यूमर के लिए इष्ट है (उदाहरणके लिए, ऑप्टिक तंत्रिका के पास ब्रेन ट्यूमर) जहां बीम कोण की एक किस्म विकिरण खुराक खोदना करने के लिए लाभप्रद हो सकता है । MFO रणनीतियों यह भी सुनिश्चित करें कि सभी विकिरण मुस्कराते हुए/एक ही क्षेत्र है जहां खुराक अप्रत्याशित रूप से डींग मारने का चरम प्रभाव की वजह से उच्च हो सकता है में "अंत सीमा" नहीं है । दूसरी ओर, SFO शारीरिक अनिश्चितता के क्षेत्रों के पास लक्ष्य के लिए इष्ट है, प्रोस्टेट जो अंतर मूत्राशय और मलाशय भरने के कारण स्थानांतरित कर सकते हैं के रूप में । SFO शारीरिक प्रसरण के कारण खुराक परिवर्तन के खिलाफ बढ़ाया मजबूती प्रदान करता है ।

एक बार बुनियादी योजना रणनीति का फैसला किया है, उपचार की योजना बना के अगले चरण आमतौर पर विकिरण क्षेत्रों के गणितीय अनुकूलन शामिल है । ऊर्जा, तीव्रता, और स्थानिक वितरण (स्थानिक रूप से बदलती प्रवाह) आने वाले विकिरण के अनुकूलन में आम तौर पर मुक्त मापदंडों हैं । सीटी द्वारा रोगी शरीर रचना विज्ञान के बड़े 3 डी मैट्रिक्स प्रतिनिधित्व के साथ साथ, इन मुक्त चर एक बहुत बड़ी समस्या का आकार और इसी बड़े अनुकूलन मैट्रिक्स का नेतृत्व (जैसे, सीटी मूल्यों के हजारों और संभव बीम तीव्रता के हजारों चाहिए माना जा) । इन मैट्रिक्स को एक उद्देश्य समारोह है, जो "उपचार योजना के लक्ष्य" का एक गणितीय निर्माण है में तैयार कर रहे हैं । जैसा कि ऊपर उल्लेख किया है, उपचार के लक्ष्यों को पहले लक्ष्य को निर्धारित खुराक प्राप्त करने के लिए प्राथमिकता है, और दूसरे के रूप में एक खुराक के रूप में कम प्राप्त करने के लिए सामान्य ऊतकों के लिए संभव है. इस उद्देश्य फ़ंक्शन को छोटा करने के लिए, उच्च कंप्यूटिंग पावर मैट्रिक्स पॉप्युलेट, और सांख्यिक ऑप्टिमाइज़ेशन विधियों, जैसे ग्रैडिएंट-खोज एल्गोरिथ्म, जल्दी से स्थानीय minima के लिए खोज करने के लिए उपयोग किए जाते है कि तेज़ RT ट्रांसपोर्ट परिकलन निष्पादित करने के लिए इच्छित है समारोह । इन minima प्रत्येक अद्वितीय रोगी के लिए इष्टतम उपचार योजनाओं के अनुरूप है । उपचार योजना में कंप्यूटर की भूमिका को नहीं किया जा सकता है । आधुनिक विकिरण उपचार और नैदानिक रेडियोलॉजी पिछले तीन दशकों के कंप्यूटर प्रगति के बिना संभव नहीं होगा ।

एक अंतिम चरण के रूप में, अनुकूलित उपचार योजना चिकित्सा टीम द्वारा समीक्षा की है (चिकित्सक, dosimetrist, और भौतिक विज्ञानी) । कई मामलों में, योजना को आगे अनुकूलित किया जा सकता है या अलग उद्देश्यों के साथ फिर से अनुकूलित करने के लिए समग्र गुणवत्ता में सुधार होगा । एक बार योजना इष्टतम पाया जाता है, योजना के तकनीकी मापदंडों एक भौतिक विज्ञानी द्वारा समीक्षा की और उपचार वितरण मशीन को हस्तांतरित कर रहे हैं ।

कई मामलों में, कई हफ्तों के लिए हर काम करने के लिए अक्सर रोगी एकाधिक उपचार भागों (सत्र) के लिए रिटर्न । बहु दिन भिन्नीकरण तीव्र विकिरण प्रेरित दुष्प्रभावों को तेज कर सकते हैं, लेकिन संभावित देर से कम हो सकता है, आरटी के अधिक गंभीर दुष्प्रभाव एकल-अंश उपचार12के साथ तुलना में । बहु अंश दृष्टिकोण ट्यूमर है कि तेजी से विभाजित या आरटी से घातक क्षति की मरंमत करने में असमर्थ है के लिए इष्टतम हैं । हालांकि, यह सटीक उपचार साइट और आसपास के सामान्य ऊतकों की संवेदनशीलता पर निर्भर करता है । विकिरण उपचार के वितरण के लक्ष्य के बाद से प्रत्येक अंश के दौरान एक ही उपचार प्रशासन है, यहां तक कि रोगी की स्थिति में गति या अनिश्चितता के कुछ मिलीमीटर कण चिकित्सा उपचार योजना के क्षरण के लिए नेतृत्व कर सकते हैं । इस कारण से, पर बोर्ड छवि मार्गदर्शन प्रणाली multifraction RT. X-रे imagers, शंकु बीम सीटी स्कैन, या ऑप्टिकल, लेजर स्कैनिंग सतह imagers के दौरान सर्वोपरि महत्व के है इस प्रयोजन के लिए सभी उपलब्ध हैं । इन उपकरणों की अनुमति छवि निर्देशित रेडियोथेरेपी (IGRT) संरचनात्मक स्थलों की इमेजिंग के माध्यम से, ट्यूमर लक्ष्य, या किराए की रेडियो-अपारदर्शी फिड्यूशियल मार्करों । IGRT छवियों को मूल सिमुलेशन स्कैन की तुलना में कर रहे है और विकिरण के प्रत्येक अंश से पहले के रूप में आवश्यक समायोजित ।

प्रोटॉन चिकित्सा की परिमित सीमा के लाभ के बावजूद, जो निकास खुराक सीमा, रेंज आम तौर पर उपचार की योजना में देखा भविष्यवाणी की परिशुद्धता कुछ मिलीमीटर के आदेश पर है । अलग रोगी के ऊतकों में सटीक ऊर्जा नुकसान अनिश्चित है, सबसे पहले, के बाद से ऊतक के सटीक आणविक घटकों अस्पष्ट हैं, और, दूसरे, समय के साथ रोगी शरीर रचना विज्ञान परिवर्तन, दोनों कम timescales पर (जैसे, श्वास) और अब timescales (जैसे, वजन घटाने, ट्यूमर संकोचन, सामांय एनाटॉमी परिवर्तन) । इस अनिश्चितता का पता करने के लिए, एक "बाहर मार्जिन" लक्ष्य मात्रा है कि सिर्फ अधिकतम ट्यूमर गहराई से परे सामान्य ऊतक के एक अतिरिक्त मार्जिन है करने के लिए जोड़ा जाता है । इस तरह के एक मार्जिन सुनिश्चित करता है कि रेंज पूर्वानुमान में अनिश्चितताओं के साथ, पूरे ट्यूमर गहराई उच्च विश्वास के साथ इलाज किया जाएगा । दुर्भाग्य से, सामांय ऊतक मार्जिन के रूप में एक परिणाम पूर्ण आरटी खुराक को उजागर किया जा सकता है, जो संभवतः महत्वपूर्ण आरटी के साइड इफेक्ट है कि ऊतक में ले जा सकते हैं । इसके विपरीत, के रूप में फोटॉनों रोक नहीं है बल्कि लक्ष्य से बाहर निकलें, ऐसा कोई बाहर मार्जिन के लिए सीमा अनिश्चितता भरपाई की जरूरत है । एक ज्यामितीय मार्जिन अभी भी फोटॉन चिकित्सा में प्रयोग किया जाता है लक्ष्य की स्थिति अनिश्चितताओं पता है, लेकिन फोटॉनों बहुत कम रोगी ऊतकों के लक्ष्य के ऊपर की सटीक स्थिति प्रोटान से संवेदनशील हैं । इसलिए, आवश् यक हाशिया कभी-प्रोटान से फोटॉनों के लिए छोटा हो सकता है । इस विचार से समझा जा सकता है कि प्रोटान ऊतकों है कि बहुत उनकी सीमा की स्थिति को प्रभावित में सतत ऊर्जा नुकसान से गुजरना, जबकि फोटॉनों और unchargeed कर रहे है स्वतंत्र रूप से परमाणु और उनके orbitals के बीच खाली जगह में यात्रा, दुर्लभ के अलावा इलेक्ट्रॉनों या नाभिक के साथ टकराव । ऊतक में बड़े घनत्व मतभेद, जैसे, धातु वस्तुओं या हवा गुहाओं, तथापि, अभी भी फोटॉन खुराक के रूप में के रूप में अच्छी तरह से प्रोटॉन खुराक को प्रभावित, लेकिन एक कम परिमाण के लिए.

एक अंतिम और महत्वपूर्ण अनिश्चितता विकिरण के विभिन्न रूपों की radiobiological प्रभावशीलता (RBE) से संबंधित है । RBE खुराक का अनुपात है, एक संदर्भ विकिरण प्रकार और एक परीक्षण विकिरण प्रकार से, शर्त के तहत कि दोनों विकिरण प्रकार एक ही जैविक प्रभाव का उत्पादन. उच्च RBE, ऊतक में ऊर्जा जमाव की इकाई प्रति विकिरण अधिक हानिकारक । RBE अनुपात फोटॉन विकिरण के संदर्भ में परिभाषित किया गया है । यह सीधा वर्णन के बावजूद, वहां वास्तव में महान आरोप लगाया कणों के लिए RBE मूल्यों के बारे में अनिश्चितता के रूप में फोटॉनों का विरोध किया है । जीवविज्ञान प्रभाव में अंतर करने के लिए माइक्रोमीटर और नैनोमीटर स्केल पर फोटॉनों और चार्ज किए गए कणों के बीच स्थानिक खुराक वितरण में अंतर, यहां तक कि जब macroscopic खुराक समान हैं. यह अलग खुराक और विभिन्न काइनेटिक ऊर्जा पर आरोप लगाया कणों के लिए जोखिम के बाद डीएनए क्षति के स्थानिक पैटर्न की जांच से समझा जा सकता है । विभिंन काइनेटिक ऊर्जा और प्रोटान के विभिंन शुल्क (+ 1) और कार्बन आयनों (+ 6) रोगी में अलग गहराई में ऊर्जा हस्तांतरण में अंतर करने के लिए सीसा, जबकि फोटॉनों के लिए, ऊर्जा हस्तांतरण तुलनात्मक कम है और यह भी अधिक सजातीय भर में रोगी । जबकि सैद्धांतिक रूप से समझ, विकिरण कैंसर विज्ञान समुदाय में महत्वपूर्ण बहस के लिए सही ऐसे जीवविज्ञान प्रभाव की भविष्यवाणी करने की क्षमता के बारे में है । कार्बन आयन चिकित्सा के लिए, वहां कैसे सबसे अच्छा इन जीवविज्ञान प्रभाव मॉडल पर आम सहमति की कमी है, हालांकि वहां है कि इस तरह के प्रभाव चिकित्सा प्रदान करने के लिए मॉडलिंग की जानी चाहिए समझौता है । प्रोटान के लिए, सबसे नैदानिक केंद्रों RBE प्रभाव के स्पष्ट मॉडलिंग के बिना वर्तमान योजना चिकित्सा, १.१ के एक निरंतर सुधार कारक का उपयोग करने के लिए छोड़कर, लेकिन यह निकट भविष्य में बदलने की संभावना है के रूप में नए वाणिज्यिक उपचार योजना प्रणाली के लिए शुरुआत कर रहे है प्रोटॉन थेरेपी के RBE को मॉडल करने के लिए जैविक मॉडलिंग सॉफ्टवेयर टूल्स शामिल करें ।

यादृच्छिक परीक्षण के पूरा होने के साथ, RADCOMP, PARTIQoL और RTOG १३०८ सहित, हम और अधिक ठोस जवाब के रूप में होना चाहिए जो विकिरण के रूपों स्तन के लिए बेहतर हो सकता है, प्रोस्टेट, और फेफड़ों के कैंसर, क्रमशः. इसी तरह के अध्ययन अंय रोग साइटों है कि बेहतर उन ट्यूमर प्रकार के लिए सबसे अच्छा उपचार साधन की पहचान करने में मदद कर सकते है के लिए योजना बनाई है । हालांकि, वहां पहले से ही पर्याप्त डेटा के लिए कुछ सेटिंग्स में प्रोटान की श्रेष्ठता सुझाव है, विशेष रूप से बाल चिकित्सा आबादी में, जहां पर्याप्त सामांय ऊतक बख्शना बहुत विषाक्तता से रुग्णता को कम कर सकते हैं, माध्यमिक सहित दुर्दमताओं.

Disclosures

A.H. ने Astrazeneca, बायर, और नोवार्टिस से मानदेय है । A.H. Astrazeneca, ब्रिस्टल-मायर्स Squibb, और बायर के साथ परामर्श किया है और फ्रांस फाउंडेशन के लिए एक वक्ता था ।

Acknowledgments

सेवाराम NIH ऋण चुकौती कार्यक्रम से अनुदान धन स्वीकार करता है. A.H. को बायर, Clovis, तारामंडल, Agensys, Sotio, आसमानी, और Calithera से फंडिंग मिली है ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Proton beam cyclotron and gantry delivery system Varian N/A Allows for generation and delivery of protons for radiotherapy
kVUE One Proton Couch Top Qfix RT-4551KV-03 Permits patient placement for radiotherapy
CT simulator with 4D scanning capability GE N/A Permits CT simulation for radiation planning
100" x 70" Qfix VacQfix Cushion Qfix RT-4517-10070F30 Immobilizes patient for more precise radiation delivery
Timo Foam Head Support Qfix RT-4490-F Ensures minimization of head motion during radiotherapy
3 CT Localizers Localization Markers Beekley Medical REF 211 Ensures concordance of external markers and internal patient anatomy from CT simulation
VacQfix Indexer Qfix RT-4517-IND01 Ensures VacQfix cushion placement is reproducible for every radiatiion treatment
Radiation treatment planning software Raystation N/A Allows for personalized radiation planning for every tumor with robust optimization and multi-criteria optimization
Proton Range Compensator .Decimal RC-AC 1018 Adjusts the range of the proton beam to achieve distal dose conformality
Proton Beam Aperture .Decimal AP-BR 1800 Shapes the proton beam treatment area
Proton Range Shifter .Decimal RS-AC 1018 Adjusts proton beam tissue depth penetration
Endorectal Balloon Radiadyne ILG-90F Ensures uniform rectal filling and prostate positioning

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Kaiser, A., Eley, J. G., Onyeuku, N. E., Rice, S. R., Wright, C. C., McGovern, N. E., Sank, M., Zhu, M., Vujaskovic, Z., Simone 2nd, C. B., Hussain, A. Proton Therapy Delivery and Its Clinical Application in Select Solid Tumor Malignancies. J. Vis. Exp. (144), e58372, doi:10.3791/58372 (2019).

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