Radioterapie In Cancerul Osos

Cuprins

Introducere………………………………………………………………………………………………………………..3

Capitolul I. Acceleratorul liniar medical……………………………………………………………………..4

I.1. Producerea razelor X………………………………………………………………………..4

I.2. Scurt istoric și generațiile de acceleratoare liniare medicale…………………4

I.3. Componentele unui accelerator liniar medical…………………………………….5

I.4. Capul de tratament al acceleratorului liniar medical……………………………7

I.5. Software-ul acceleratorului liniar medical………………………………………..10

Capitolul II. Noțiuni de anatomie și patologie…………………………………………………………….12

II.1. Noțiuni anatomice…………………………………………………………………………12

II.2. Celulele canceroase. Generalități…………………………………………………..18

II.3. Caracteristicile celulelor canceroase……………………………………………..18

II.4. Metastazarea celulelor canceroase…………………………………………………19

II.5. Gradul cancerului…………………………………………………………………………19

II.6. Tumorile osoase……………………………………………………………………………19

II.7. Metastazele osoase………………………………………………………………………..20

Capitolul III. Noțiuni de radioterapie………………………………………………………………………..21

III.1. Unități de măsură a radiațiilor………………………………………………………21

III.2. Radioterapia. Generalități…………………………………………………………….23

III.3. Radioterapia externă…………………………………………………………………….24

III.4. Efectele radioterapiei……………………………………………………………………26

Capitolul IV. Noțiuni de radioprotecție……………………………………………………………………..30

IV.1. Introducere în radioprotecție…………………………………………………………30

IV.2. Ecranarea acceleratoarelor liniare medicale…………………………………..30

IV.3. Dozimetria clinică…………………………………………………………………………32

Capitolul V. Studiu de caz…………………………………………………………………………………………34

V.1. Noțiuni introductive……………………………………………………………………….34

V.2. Pacientul A……………………………………………………………………………………35

V.3. Pacientul B……………………………………………………………………………………38

Concluzii………………………………………………………………………………………………………………….49

Bibliografie………………………………………………………………………………………………………………50

Anexe

Introducere

Obiectivul acestei lucrări este prezentarea acceleratorului liniar medical și modul în care este folosit în tratarea cancerului osos. Radioterapia cu ajutorul acceleratorului liniar medical este cea mai folosită metodă de tratare a cancerului.

Voi structura această lucrare în 5 capitole. În primul capitol, Acceleratorul liniar medical, voi prezenta și explica atât părțile componenete ale acceleratorului liniar medical, cât și principiul de funcționare al acestuia.

Capitolul 2 conține noțiuni de anatomie și patologie pentru a înțelege mai bine formarea, dezvoltarea și tratarea cancerului.

Capitolul 3 se axează pe descrierea radioterapiei și efectele acesteia asupra organismului.

Capitolul 4 conține norme de protecție care trebuiesc respectate în cadrul unui Laborator de Radioterapie cu Energii Înalte.

În capitolul 5 am prezentat 2 studii de caz în care pacienții au fost tratați cu ajutorul acceleratorului liniar medical. În primul caz este vorba despre un pacient cu metastază osoasă localizată în coloana vertebrală lombară, iar în al doilea caz este vorba despre un pacient cu metastaze osoase multiple în 4 locații diferite ale corpului.

Am ales să tratez acestă această ramură a fizicii medicale, și anume radioterapia externă folosind acceleratorul liniar medical, întrucât mi se pare un domeniu interesant și complex, și pentru că am efectuat o mare parte din orele de practică în Laboratorul de Radioterapie cu Energii Înalte din cadrul secției de oncologie a Spitalului Clinic Municipal Dr. Gavril Curteanu. În această lucrare m-am axat pe tratamentul cu radiații ionizante al cancerului osos, și în special a metastazelor osoase, deoarece incidența metastazelor osoase este foarte mare, deși tumorile osoase maligne sunt foarte rar întâlnite.

Doresc să adresez mulțumiri admirabililor profesori, Prof. Univ. Dr. Sanda Monica Filip și Lect. Univ. Dr. Monica Adina Toderaș, care ne-au îndrumat în explorarea acestui interesant domeniu al fizicii medicale precum și doamnei fizician Carmen Hărduț cu ajutorul căreia am reușit să prezint cele două studii de caz.

Capitolul I. Acceleratorul liniar de particule

I.1. Producerea razelor X

Există două tipuri de raze X:

Razele X caracteristice – sunt produse prin transmisii electronice în atomi, declanșate de golurile din nivele energetice inferioare ale atomului absorbant;

Razele bremsstrahlung – sunt produse prin interacțiuni Coulomb între o particulă ușoară încărcată energetic și nucleul atomului absorbant.

Ambele tipuri de raze X sunt importante în fizica medicală, deoarece ambele sunt intens folosite în diagnosticul imagistic și radioterapia externă (teleterapia). Golurile din nivele energetice ale atomilor pot fi produse prin diferite metode, cum ar fi:

Interacțiuni Coulomb,

Interacțiuni fotonice,

Dezintegrări nucleare,

Anihilare pozitronică,

Efect Auger,

Totuși razele X folosite în medicină sunt produse doar prin interacțiuni Coulomb ale electronilor energetici cu electronii orbitali și nucleii țintei de raze X.

I.2. Scurt istoric și generațiile de acceleratoare liniare medicale

Primul pacient a fost tratat cu un accelerator liniar de particule în anul 1953, la spitalul Hammersmith din Londra. Primii pași în construirea acceleratoarelor folosind tehnologia microundelor au fost facuți de frații Varian (Russel & Sigurd), la începutul secolului XX (1937), integrând clistronul în câmpul acceleratoarelor de particule. Proiectul Varian a fost condus la Stanford, urmând ca primul accelerator medical american să fie instalat în 1955.

În ultimele decenii acceleratoarele liniare medicale au devenit aparatele predominante în tratarea cancerului cu radiații ionizante. În comparație cu acceleratoarele liniare de energii înalte folosite în fizica experimentală, cele medicale sunt aparate compacte montate isocentral pentru a permite țintirea fasciculului de radiație, folosit în tratamente, înspre pacient din diferite direcții.

Pe parcursul ultimilor 40 de ani, acceleratoarele liniare medicale au trecut prin 5 generații distincte, facând aparatele contemporane extrem de sofisticate în comparație cu cele din anul 1960. Fiecare generație a introdus următoarele îmbunătățiri:

Fotoni de energii joase (4 – 8 MV) – fascicul drept, filtru de netezire fix, cameră de ionizare simplă, colimator simetric, montare isocentrală;

Fotoni de energii medii (10 – 15 MV) și electroni – fascicul deviat, țintă și filtru de netezire mobil, folie de împrăștiere, cameră de ionizare duală, conuri de electroni;

Fotoni de energii înalte (18 – 25 MV) și electroni – energie duală pentru fotoni și energii multiple pentru electroni, colimator asimetric sau independent;

Fotoni de energii înalte și electroni – operațiuni controlate prin calculator, dispozitiv electronic de imagistică portabil, colimatorul multilamă;

Fotoni de energii înalte și electroni – modificarea intensității fascicolului de fotoni cu ajutorul colimatoarelor multilamă, raport de doză.

I.3. Componentele unui accelerator liniar medical

Acceleratorul liniar este un dispozitiv care genereaza radiație folosind unde electromagnetice la frecvente inalte (3GHz). Acesta este dispus isocentral și sistemele operaționale sunt distribuite în 5 secțiuni majore și distincte:

Gantry;

Structură staționară;

Modulator;

Masa de tratament;

Consola de control.

În figura I.1. avem o diagramă schematică a unui accelerator liniar medical modern. Această diagramă furnizează o asamblare generală, această diferă în funcție de designul particular al fiecărui producător.

Figura I.1. Diagramă schematică a unui accelerator liniar medical [3]

Componentele principale ale unui accelerator liniar medical sunt:

Sursa de putere;

Modulatorul;

Clistronul (magnetronul);

Ghidul de undă;

Tunul de electroni;

Tubul de accelerare;

Capul de tratament.

Rolul sursei de putere este de a asigura un curent direct modulatorului (rețelei de formare a pulsurilor). Modulatorul asigura pulsuri de curent catodului clistronului și simultan tunului de electroni. Pulsurile de microunde produse în clistron sunt injectate tubului de accelerare prin sistemul ghidului de unde. La momentul potrivit, electronii produși de tun sunt de asemenea injectați în tubul de accelerare.

Clistronul este un amplificator de microunde (tub electronic) fiind alimentat de la un generator de microunde de putere mică. Aceste microunde sunt amplificate până la ordinul MW prin intermediul cavităților rezonante ale clistronului.

Catodul clistronului emite electroni care sunt accelerați în prima cavitate unde sunt energizați de microundele de mică putere. Acestea dezvoltă un câmp electric alternativ de-a lungul cavității. Viteza electronilor este alterată de acțiunea câmpului electric (modularea vitezei). Acest proces rezultă în formarea ‘grupurilor’ de electroni (electron bunches). Odată ajunși în ultima cavitate rezonantă electronii sunt decelerați iar energia lor cinetică este convertită în energie de microunde de mare putere. Clistronul are o durată de viață mai lungă decat magnetronul și este capabil sa furnizeze putere mai mare, necesară acceleratoarelor de particule de energii mari.

Tunul electronic reprezintă sursa de electroni a structurii de accelerare. Componentele sale sunt anodul si catodul (filament de wolfram încălzit). Electronii emiși de catod sunt accelerați spre anod și intră în ghidul de accelerare. Tunul electronic este controlat de un subsistem care furnizează sursa de putere pentru încălzirea filamentului precum și o sursa de mare voltaj pentru încălzirea catodului și temporizarea injecției electronilor în ghid.

Prin ghidul de undă puterea microundelor este transferată structurii de accelerare (tubului de accelerare). Lungimea ghidului de undă depinde de energia de ieșire a acceleratotului liniar. Pentru energii joase (până la 6MV) ghidul de undă este destul de scurt pentru a fi montat vertical (50-100cm). Pentru energii mari este nevoie de un ghid de unda mai lung (1.5m pentru 18MV) caz în care ghidul trebuie montat orizontal în gantry iar electronii de la capătul ghidului trebuie să fie deviați spre pacient (de obicei la 90° sau la 270° pentru energii de 20 MV pentru creșterea stabilității fasciculului).

I.4. Capul de tratament al acceleratorului liniar medical

Capul de tratament al acceleratorului liniar medical conține anumite componente care influiențează producerea, modelarea, localizarea, și monitorizarea fasciculelor de electroni și fotoni. Electronii, originari din tunul de electroni, sunt accelerați în tubul de accelerare la energia cinetică dorită și apoi sunt aduși, sub forma unui fascicul ascuțit, prin sistemul de transport al fasciculului în capul de tratament al acceleratorului liniar medical, unde sunt produse fasciculele clinice de electroni și fotoni.

Componenetele unui cap de tratament în cazul acceleratoarelor liniare medicale moderne sunt:

Ținte de raze X retractabile;

Filtre de netezire și folie de împrăștiere electronică;

Colimatoare primare și secundare ajustabile;

Cameră de ionizare duală;

Blocuri de ecranare;

Colimatoarele multilamă (MLC).

Fasciculele clinice de fotoni sunt produse în acceleratoarele liniare medicale cu ajutorul unei combinații între țintă de raze X și filtru de netezire. Fasciculul de electroni accelerat la o anumită energie cinetică în tubul de accelerare este adus cu ajutorul sistemului de transport înspre ținta de raze X unde o fracțiune mică (în jur de 10%) din energia cinetică este transformată în raze X bremsstrahlung. Intensitatea maximă a fasciculului de raze X produs în țintă este focalizată pe direcția înainte și un filtru de netezire este folosit pentru a uniformiza fasciculul și al face viabil pentru uzul clinic. Fiecare fascicul clinic de fotoni produs de electroni cu o anumită energie cinetică are propria combinație specifică de țintă și filtru de netezire.

Figura I.2. Filtre de netezire [4]

Colimarea fascicului de fotoni într-un accelerator liniar medical tipic este obținută cu trei dispozitive de colimare:

Colimatorul primar – definește un câmp circular maxim;

Colimatorul secundar – dreptunghiular, ajustabil, compus din 2 colimatoare independente superioare și 2 inferioare, care produc câmpuri dreptunghiulare sau pătrate cu o deschidere maximă de 40X40 în isocentru acceleratorului, la o distanță de 100 cm de la ținta de raze X.

Colimatorul multilamă (Figura I.3.) – o adiție relativ nouă la technologia de livrare a dozei în cazul acceleratorul liniar medical. Permite producerea de câmpuri de radiație de forme neregulate cu acuratețe și eficiență și este bazat pe o matrice de perechi de colimatoare lamă înguste, fiecare lamă fiind controlată de propriul motor în miniatură. Construcția unor colimatoare multilamă sigure a prezentat o provocare technologică substanțială și modele curente încorporează până la 160 de lame (80 de perechi) acoperând câmpuri de radiație de 40X40 și necesită 160 de motoare individuale controlate de calculator și circuite de control.

Figura I.3. Colimatoarele multilamă [5]

Faciculele de electroni clinice sunt produse în acceleratoarele liniare medicale prin retractarea țintei de raze X și a filtrului de netezire și adăugarea foliei de împrăștiere pentru a mări dimensiunile fascicului de electroni incident. Conuri speciale (aplicatoare) sunt folosite pentru a colima fascicolul de electroni clinic.

Figura I.4. Modul de producere a fasciculelor de (a) fotoni și (b) electroni de uz clinic [14]

Sistemul de monitorizare a dozei într-un accelerator liniar medical se bazează pe camerele de ionizare care sunt încorporate permanent în capul de tratament indiferent de fasciculul care se folosește. Camerele de ionizare sunt folosite pentru a monitoriza fasciculul final (doza primită de pacient) în mod permanent în timpul tratamentului. Pentru siguranța pacientului sistemul de monitorizare a dozei este alcătuit din două camere de ionizare complet separate și alimentate individual cu energie. În cazul în care prima cameră se oprește din funcționare în timpul tratamentului, a doua cameră va termina procesul de iradiere, de obicei după ce un surplus de doză de doar câteva procente peste doza prescrisă a fost livrat pacientului.

I.5. Software – ul acceleratorului liniar medical

Cel mai folosit program în cazul acceleratoarelor liniare medicale se numește DOSIsoft Isogray (Figura I.5.). Acesta este sistemul de planificare a tratamentului pentru radioterapia externă, este foarte cuprinzător și ușor de utilizat. Oferă funcții avansate pentru întregul proces de planificare, de la achiziția datelor de la pacient până la validarea planului de tratament. Este compatibil cu orige aparat de imagistică și radioterapie și poate fi ușor integrat pe orice platformă. Isogray conține diferite module. Versiunea completă încorporează 3 module principale proiectate special pentru:

Managmentul imaginii

Simulare virtuală a poziționării fasciculului

Analiza și calculul dozelor.

Figura I.5. Software DOSIsoft Isogray [7]

În acest program se deschide imaginea CT a pacientului și primul pas este conturarea, de către medic a volumului tumoral și a organelor învecinate. În pasul a doilea intervine fizicianul medical care inserează câmpurile. Pentru fiecare câmp programul va modifica poziția MLC-urilor în funcție de forma volumului tumoral, și apoi va calcula doza totală primită, însumată de la de toate câmpurile.

Capitolul II. Noțiuni de anatomie și patologie

II.1. Noțiuni anatomice

Oasele sunt organe dure, rezistente, de culoare alb-gălbuie. Ansamblul lor reprezintă scheletul. Proprietățile fizice ale oaselor sunt rezistența și elasticitatea.

Clasificarea oaselor:

Oase lungi. Prezintă un corp sau diafiză și două extremități sau epifize, una proximală și una distală. Apar în principal la nivelul membrelor;

Oase plane. Apar la nivelul cutiei craniene;

Oase scurte. Exemplu: carpienele de la încheietura mâinii;

Oase pneumatice. Se găsesc la nivelul cutiei craniene.

Periostul este o membrană conjuctivă, fibroasă, care învelește oasele. Intervine în nutriția osului și în osteogeneză.

Măduva osoasă este o substanță semifluidă, bine vascularizată, situată în cavitățile din interiorul oaselor. Se deosebesc 3 tipuri de măduvă osoasă:

Măduva roșie, este prezentă la adulți în vertebre, coaste și stern;

Măduva galbenă se află în majoritatea oaselor adultului;

Măduva brună se găsește la persoanele în vârstă.

Scheletul uman este format din aproximativ 208 oase. Dintre acestea, 33-34 alcătuiesc coloana vertebrală care funcționează drept ax de susținere, în jurul acesteia grupându-se celelalte oase. Există cinci grupe de vertebre:

Vertebre cervicale, în număr de 7 (), formează coloana cervicală, care corespunde gâtului;

Vertebre toracale, în număr de 12 (), formează cloana toracală, care corespunde toracelui. La nivelul lor se inseră coastele;

Vertebre lombare, în număr de 5 (), formează coloana lombară;

Vertebre sacrale, tot în număr de 5. Sunt sudate între ele, formând un os unic, osul sacru, situat la nivelul pelvisului;

Vertebre coccigene, în număr de 4 sau 5, sunt unite între ele formând un os unic coccisul, situat tot în pelvis.

Figura II.1. Coloana vertebrală în ansamblu [12]

Vertebra este formată din:

Corpul vertebral

Arcul vertebral:

Lamele vertebrale

Proces spinos

Procese transverse

Procese articulare

Gaura vertebrală – din suprapunerea tuturor găurilor vertebrale rezultă canalul vertebral, care conține măduva spinării.

Figura II.2. Schema de organizare a unei vertebre [9]

Toracele osos este o cavitate edificată de coloana vertebrală toracală, coaste și stern.

Sternul se află în partea medio-ventrală a toracelui. Este un os nepereche, lung și turtit. Prezintă trei subunitați:

O parte cranială numită manubriu;

O parte intermediară numită corpul sternului;

O parte caudală numit procesul xifoidian.

Figura II.3. Sternul [6]

Coastele sunt arcuri osteocartilaginoase, situate între coloana vertebrală și stern. Sunt 12 perechi. În funcție de raportul cu sternul, se impart în coaste adevărate și coaste false. Coastele adevărate sunt primele 7 perechi, care se articulează independent cu sternul. Coastele false, ultimele 5 perechi, nu ajung la stern și se împart în 2 grupe:

Coaste false propriu-zise: perechile VIII, IX ,X, care deși nu ajung la stern, articulează totuși cu acestea prin intermediul coastelor situate deasupra;

Coaste flotante, perechile XI și XII, care nu mai ajung la stern, rămânând libere anterior.

Coastele prezintă un corp, o extremitate dorsală și una ventrală. Extremitatea dorsală prezintă capul coastei care se articulează cu corpurile vertebrale și tuberculul coastei care se articulează cu procesul transvers al vertebrelor toracale. Extremitatea ventrală a coastei osoase se continuă cu cartilajul costal, prin intermediul căruia coastele se articulează cu sternul.

Figura II.4. Morfologia coastei [8]

Centura membrului toracal (centura scapulară) este alcătuită din două oase:

Clavicula. Este o punte osoasă care leagă membrul toracal de scheletul axial, și anume de stern. Claviculele sunt oase lungi, pereche, situate la limita dintre gât și torace fiind întinse în direcție laterală, între stern și scapulă. Clavicula prezintă două extremități:

Medială, voluminoasă, articulată cu sternul;

Laterală, turtită, articulată cu scapula.

Scapula (Omoplatul) este un os lat, pereche, situat în regiunea dorso-superioară a toracelui. Expune două fețe:

Dorsală – prezintă o lamă osoasă puternică, orientată transversal, numită spina scapulei. Spina se continuă lateral cu o prelungire liberă, numită acromion. Acesta se articulează cu extremitatea laterală a claviculei.

Ventrală – orientată spre coaste.

Latero-superior, scapula prezintă două repere importante:

Cavitatea glenoidă reprezintă o cavitate superficială, ovală, destinată articulației cu humerusul;

Procesul coracoidian este o proeminență recurbată.

Figura II.5. Oasele centurii membrului toracal [10]

Oasele membrului toracal:

Humerusul – os lung, pereche;

Ulna – os lung, pereche;

Radiusul – os lung, pereche;

Oasele carpiene – 8 oase scurte;

Metacarpienele – 5 oase lungi;

Falangele – oasele degetelor.

Oasele membrului pelvian:

Centura membrului pelvian:

Două oase coxale;

Sacru;

Coccige – toate sudate între ele formând pelvisul osos.

Femurul – os lung pereche;

Rotula – os pereche, scurt și turtit dorso-ventral;

Tibia – os lung, pereche.

Fibula – os lung pereche;

Oasele tarsiene – 7 oase scurte;

Metatarsienele – 5 oase lungi;

Falangele – oasele degetelor.

Oasele capului:

Oasele neurocraniului:

Frontal – os pneumatic, neregulat, lațit, nepereche;

Etmoid – os pneumatic, median și nepereche;

Sfenoid – os median și nepereche;

Occipital – os median, nepereche;

Parietal – os pereche, plan;

Temporal – os pereche, neregulat;

Cornatul inferior – os pereche, de dimensiuni reduse;

Osul lacrimal – os pereche, mic, patrulater.

Osul nazal – os pereche, mic, plan, patrulater;

Osul vomer – os nepereche, median;

Osul zigomatic – os lat, pereche.

Oasele viscerocraniului:

Maxila – os pereche, neregulat;

Osul palatin – os pereche, de dimensiuni reduse;

Mandibula – os mobil, median, nepereche;

Osul hioid – os median, nepereche, având forma literei U.

II.2.Celule canceroase. Generalități

Leziunile la nivelul ADN-ului sunt foarte comune și mecanismele de reparare sunt foarte eficiente în corectarea acestora în timpul procesului de replicare a ADN-ului. Totuși, datorită numărului mare de leziuni pe zi în fiecare celula este inevitabil sa apară greșeli în timpul reparației. Unele celule mutante sunt capabile să ocolească punctele de verificare din cadrul ciclului celular și să supraviețuiască. Majoritatea celulelor care au supraviețuit sunt eliminate în primele cicluri de reproducere, însă legea lui Darwin intervine și căteva din acestea supraviețuiesc.

Diferența majoră între tumorile benigne și maligne este că cele maligne se răspândesc în întregul corp.

II.3.Caracteristicile celulelor canceroase

Celulele canceroase:

Sunt instabile genetic, ceea ce duce la o creștere a numărului de replicări și mutații;

Evită apoptoza (moartea programată);

Ignoră semnalele anticreștere;

Generează independent semnale de creștere. Creșterea incontrolabilă este primul semn real al cancerului;

Ignoră semnalele de limitare și devin invazive;

Generează semnale pentru a dezvolta noi vase de sânge (angiogeneză);

Au timp de viață nedeterminat, trăiesc mai mult decât celulele normale (50-70 de cicluri reproducătoare);

Se răspândesc în părți sitante ale corpului (metastazează);

Își pierd identitatea, adică nu mai indeplinesc o funcție specifică.

II.4. Metastazarea celulelor canceroase

Celule canceroase pierd câteva dintre componentele membranei care le țineau în legătură cu restul celulelor. Asta înseamnă că se pot detașa de celulele vecine. Când membranele celulare sunt alterate acestea pot părăsi locul de origine și se pot muta în diferite locații din corp prin intermediul sistemului sangvin sau limfatic. Abilitatea de a metastaza este una dintre caracteristicele ce face cancerul atât de mortal. Celulele canceroase care invadează alte organe de multe ori cresc și întrerup funcțiile vitale ale organului, conducând la moarte.

II.5. Gradul cancerului

În tratamentele clinice pentru cancer, se obișnuiește să se refere la gradul cancerului. Acesta se folosește să descrie cât de mult a progresat o celulă canceroasă față de o celulă normală, fiind studiate la microscop. Există 4 grade de cancer. În cazul unui grad scăzut (gradul 1) există doar difențe minore între celula canceroasă și cea normală, ambele provenind de la același țesut. Cu cât celula canceroasă se aseamănă cu cea normală, cu atât se va comporta mai normal. În cazul unui grad ridicat (gradul 4) celulele canceroase sunt mai primitive și se reproduc mai repede.

II.6. Tumorile osoase

Tumorile primare osoase sunt rare și din această cauză formează o categorie de tumori dificile din punct de vedere al recunoașterii și clasificării. Ele reprezintă 0,2% din malignitățile înregistrate. Cele mai întâlnite tumori osoase sunt:

Osteosarcomul;

Condrosarcomul;

Sarcomul Ewing.

Incidența tumorilor osoase benigne este considerabil mai mare. Totuși un anumit număr sunt asintomatice și nu ajung în atenția pacientului sau a medicului și din această cauză foarte puține sunt înregistrate.

Tumorile osoase pot să apară spontan, însă în cele mai multe cazuri apar din cauze ereditare, și din acest motiv necesită o istorie medicală a familiei foarte detaliată.

Un subgrup de malignități primare osoase apar secundar datorită unor leziuni precursoare benigne în os, cum ar fi:

Osteomielită;

Boala Paget;

Boala Ollier.

Atât tumorile osoase maligne cât și cele benigne primare sunt cu mult depășite numeric de metastaze osoase de la cancere epiteliale sau melanoame și tulburări hematologice.

II.7. Metastazele osoase.

Mai mult de 80% din metastazele osoase provin de la carcenoame de sân, prostată, plămân, rinichi, și tiroidă. Cele mai comune locații de manifestare a acestor metastaze sunt coloana vertebrală, femurul, și craniul. În cazul pacienților cu metastaze osoase la care nu se știe locul de unde provin, cel mai probabil locația primară se află în plămân, rinichi, pancreas, tractul gastro-intestinal, ficat, tiroidă, și melanoame. Durerea este simptomul cel mai comun, fiind prezentat de două treimi dintre pacienții care au o leziune detectabilă radiologic.

Cel puțin 80% din cancerele de sân metastazează osos. În cazul cancerelor de prostată până la 90% dintre acestea au metastaze osoase. Iar în cazul tumorilor primare situate în rinichi, plămâni și tiroidă numărul care metastazează osos scade, fiind în jurul valorilor de 27%, 15%, și respectiv, 8%.

Capitolul III. Noțiuni de radioterapie

III.1. Unități de măsură a radiațiilor

Dacă o persoană este expusă unei radiații ionizante, se poate ca o anumită cantitate de energie să fie depozitată în țesuturi, ceea ce poate rezulta în diferite deteriorări fizice sau chimice. Totuși absorția de radiații, în mod general, nu face ca acea persoană să devină radioactivă. Precum, un corp expus la lumină nu începe să emită lumină. Pe de altă parte, dacă o persoană este expusă unor materiale radioactive sau este injectată cu un izotop radioactiv, atunci acea persoană devine o sursă de radiații. De aceea este foarte important să putem să cuantificăm bine radiația, energia emisă de radiație, și efectul acestora asupra organismului uman.

Două cantități de interes sunt expunerea și doza. După cum sugerează și numele, expunerea cuantifică cantitatea de radiație la care a fost expusă o persoană. Doza, pe de altă parte, este o măsurare a energiei care este absorbită de corp în urma expunerii. Mai mult, doza absorbită are efecte biologice diferite în funcție de tipul radiației și de partea corpului care a absorbit doza.

Definiția exactă a expunerii este numărul de perechi de ioni formate într-un volum de aer dat când este expus la radiație. Unitatea de măsură modernă în S.I. pentru expunere este C/kg, care este definită ca și cantitatea de sarcină produsă într-un kg de aer. În practică, expunerea este numărul de raze X incidente pe un corp. Vechea unitate de măsură, încă foarte folosită, este roentgen (R, unde , în aer).

Trebuie notat că expunerea măsoară cantitatea totală de radiație primită, fără a lua în considerare durata expunerii. De aceea, o altă cantitate importantă este rata expunerii. Rata expunerii măsoară intensitatea radiației și este de obicei exprimată în R/h sau mR/h.

Deoarece expunerea se aplică doar cuantificării razelor X și gamma în aer, este nevoie de o unitate de masură diferită pentru a cuatifica energia radiației absorbite în materiale, mai ales când luăm în considerare alte tipuri de radiație, cum ar fi, particulele alfa și beta. Doza măsoară cantitatea de energie depozitată pe unitatea de material. Este mai importantă decât măsurarea razelor X, pentru că cantitatea de energie depozitată depinde de energia și tipul radiației, nu doar de numărul de fotoni. Mai mult, energia absorbită de diferite materiale poate să difere, chiar dacă au primit aceași expunere.

Unitatea de măsură pentru doză este gray (Gy). Un gray este egal cu 1J depozitat într-un kilogram de material (1 Gy = 1 J/kg). Vechea unitatea de măsură este rad. Conversia de la rad la gray este 100 rad = 1 Gy.

Doza poate fi folosită pentru a cuantifica energia absorbită de un mediu pentru orice tip de radiație (fotoni sau particule). Totuși, doza, de un singură, nu este suficientă pentru a specifica consecințele biologice ale expunerii la radiații. În alte cuvinte, doza poate fi folosită să cuatifice energia absorbită de un corp, dar nu poate cuantifica riscurile și daunele suferite de corp.

Consecințele biologice ale expunerii la radiații depind nu doar de cantitatea de energie depozitată dar și de tipul de radiație la care este expusă persoana. Unele tipuri de radiații produc efecte biologice mai semnificative decât altele pentru aceeași doză absorbită. Doza echivalentă ia în considerare factorii care modifică efectele biologice ale energiei absorbite. Doza echivalentă raportează cantitatea de radiație particulară (ex. Particule alfa) la aceeași cantitate de radiație standard. Radiația standard este, de obicei, radiația X de 250 keV.

Pentru a obține doza echivalentă, doza absorbită (în Gy) a unei anumite radiații este multiplicată cu factorul de calitate (). Pentru razele X și gamma acest factor de calitate este egal cu 1.

T = țesut;

R = tipul radiației;

= doza echivalentă a țesutului;

= doza absorbită de țesut de la radiația R;

= factorul de calitate a radiației R.

Unitatea de măsură în S.I. este sievert (Sv). Doza echivalentă se numea echivalentul de doză și se măsura în rem (1 Sv = 100 rem).

III.2. Radioterapia. Generalități

Principiile radioterapiei sunt:

Agent terapeutic: radiațiile ionizante (fotoni X sau γ, electroni, protoni, etc.).

În urma interacțiunii cu materia rezultă ionizări (mai ales ale apei și oxigenului). Din aceste ionizări rezultă radicali liberi care provoacă leziuni unicatenare (subletale, reparabile) sau bicatenare (letale, nereparabile) ale ADN

Doza de radiații

Efect biologic principal: moartea celulelor

Tumorale, rezultă în vindecarea pacientului.

Normale, rezultă în reacții secundare acute și tardive (sechele) ale iradierii.

2 aspecte ale factorului timp:

Etalarea = durata totală a radioterapiei (numărul total de zile de la începutul până la sfârșitul iradierii)

Permite multiplicarea celulelor supraviețuitoare, care pot repopula zona iradiată

Etalarea prelungită: favorizează repopularea țesuturilor sănătoase dar și a tumorii

Durata optimă a unei radioterapii curative: 6-8 săptămâni

Fracționarea = numărul de ședințe de iradiere

Permite repararea leziunilor subletale, favorizând țesuturile normale care repară mai repede (<6 h) și mai corect decât cele tumorale

Sinteza unei radioterapii trebuie să includă:

Doza totală

Numărul total de zile de iradiere (etalare)

Numărul total al fracțiunilor (ședințelor) de iradiere

Volumul iradiat

Exemplu: 60 Gy / 39 zile / 30 fracțiuni pe pelvis.

În funție de poziția sursei de iradiere față de volumul tumoral există 3 metode de radioterapie:

La distanță: radioterapia externă;

În contact direct: brahiterapia;

Metabolică: pe cale vasculară, izotopii radioactivi se acumulează selectiv în structurile țintă.

III.3. Radioterapia externă

Fascicule de radiații folosite în radioterapia externă:

Fotoni X:

Tub de raze X 50 – 250 kV

Acceleratorul liniar: 4 – 25 MV

Radiații γ (gamma):

Cobalt – (= 5,26 ani) 1,25 MV

Electroni, protoni, neutroni:

Accelerator liniar 6-15 MeV

Aparatele folosire în radioterapia externă sunt:

Chaoul (50-250 kV): cc. Cutanate

Cobaltoterapia: tumori situate la profunzime mică

Cancere ale capului și gâtului

Cc. Mamar

Tumorile membrelor

Accelerator liniar:

Fotoni (10-25 MV): tumori profund situate

În torace

Abdomen

Pelvis

Electroni (4-12 MV) leziuni superficiale.

Radioterapia are ca obiectiv asigurarea controlului local (a tumorii primare) sau loco – regional (tumoare primară + ganglionii limfatici). Aceasta poate fi cu scop curativ sau paliativ.

Radioterapia poate fi administrată:

Exclusiv;

Tumori de volum redus, indiferent de histologie

Cc. Sferei ORL st. I-II 60-85 Gy

Cc. Col uterin st. I-II 60-80 Gy

Tumori voluminoase dar cu histologie foarte sensibilă

LH st. I-IIIA 36-45 Gy

Seminom st. I-IIA 25-35 Gy

Asociată cu chirurgia: se folosește în prezența factorilor de risc pentru recidivă locală

Preoperatorie (exemplu: rect),

Postoperatorie (exemplu: sân),

Intraoperatorie (pentru sterilizarea patului tumorii).

Asociată cu chimioterapia

Pentru a ameliora controlul local printr-un efect sinergetic, fără creșterea toxicității;

Cooperarea la distanță (chimioterapie pentru micrometastaze, iar radioterapie pentru tumora locală) sau locală (chimioterapia are rol radiosensibilizator).

Se poate folosi pre- sau postoperator:

Secvențial

Concomitent

Doza pentru controlul tumoral este doza necesară pentru obținerea sterilizării tumorii în 90% a cazurilor. Această doză depinde de 3 factori principali:

Caracterul macroscopic al tumorii:

Tumori vegetante (bine oxigenate) – răspuns favorabil la iradiere, necesită o doză de iradiere mai mică pentru sterilizare;

Tumori infiltrative (hipoxice) – mai rezistente, necesită o doză de iradiere mai mare decât precedentele pentru același efect terapeutic.

Tipul histologic (Tabel III.1.)

Volumul tumoral

Leziuni subclinice (boala microscopică) 45-50 Gy

Tumori macroscopice 60-80 Gy

Tabel III.1. Doza necesară pentru controlul tumorii în funcție de tipul histologic [2]

III.4. Efectele radioterapiei

Între expunerea la radiație și apariția unui efect există o perioadă latentă. Acestă perioadă este primul indicator al radiosensibilității unui țesut. Țesuturile cu celule mixte pot arăta atât efecte acute cât și efecte târzii. Ceea ce înseamnă că există de fapt 2 perioade latente, una pentru efectele acute și a doua pentru eferctele târzii. Efectele acute apar în timp de o lună de la expunere, și sunt asociate țesuturilor cu proliferare rapida (ex: pielea). Efectele tărzii pot apărea chiar și după câtiva ani de la expunere. Exemple de efecte tardive se găsesc în tabelul III.2..

Tabel III.2. Doza de toleranță a țesuturilor sănătoase și complicații tardive după iradiere [2]

Radiația poate cauza atât pierderi celulare (efecte deterministice) cât și mutații (efecte stohastice).

Efectele deterministice:

O doză mică de radiație poate duce la pierderi celulare fără a afecta organul sau țesutul expus

Necesită dezactivarea unui număr suficient de celule pentru a afecta funcționarea organului

Severitatea depinde de doză

Se manifestă la câteva zile – luni de la expunere

Există o doză de prag sub care efectul nu se produce

Severitatea dependentă de doză

Dacă doza este mai mare decât doza de prag, probabilitatea de a cauza o leziune crește odată cu doza

Incidența dependentă de doză = doză mai mare aduce de la sine pierderi celulare mai mari.

Exemplu: cataracta.

Efectele stohastice:

Dacă celula iradiată este viabilă dar mutată, aceasta poate duce la carcinogeneză (mutații în celulele somatice) sau efecte ereditare

Este suficientă lezarea ADN-ului într-o singură celulă

Severitatea independentă de doză

Dacă celulele somatice sunt expuse la radiație, probabilitatea de a dezvolta celule canceroase crește, dar severitatea cancerului nu depinde de doză

Perioada latentă este de 5-30 de ani de la expunere

Nu există o doză de prag

Incidența dependentă de doză

Exemplu: cancer.

Tratamentul cu radiații a cancerului se bazează pe faptul că celulele cu proliferare rapidă sunt mai radiosensibile. Cancerul este format din celule cu proliferare rapidă, așa că este de așteptat să fie mai sensibil la radiații decât țesutul normal. Provocarea majoră în terapia cu radiații o prezintă eradicarea cancerului fără a dăuna în exces țesutul normal care înconjoară tumoarea. Chiar și în ziua de azi cantitatea de radiație livrată tumorii este limitată de complicațiile care pot fi produse țesutului sănătos. De aceea există 2 denumiri importante în radioterapie, și anume:

CTV (clinical target volume = volumul tumoral) și

organele de risc = organele din jurul volumului tumoral care sunt în pericol de iradiere.

Leziunile produse organelor sunt raportate în termeni doză tumorală (DT) care produce complicații în țesutul normal cu o probabilitate de 5% în timp de 5 ani de la terminarea tratamentului. Acest termen se numește probabilitatea complicațiilor țesutului normal (PCTN) DT 5/5. Un alt termen folosit este PCTN DT 50/5, ceea ce reprezintă doza tumorală care produce o PCTN de 50% în 5 ani.

De exemplu:

În cazul oaselor dozele necesare pentru complicații serioase sunt 52 Gy DT pentru o PCTN de 5% în 5 ani și 65 Gy DT pentru o PCTN de 50% în 5 ani. Complicațiile sunt necroză și fracturi patologice fără nici o traumă externă.

În cazul măduvei spinării dozele necesare pentru complicații serioase sunt 47,7 Gy DT pentru o PCTN de 5% în 5 ani, și 68,3 Gy DT pentru o PCTN de 50% în 5 ani.

Capitolul IV. Noțiuni de radioprotecție

IV.1. Introducere

Radioprotecția are drept obiectiv să asigure protecția persoanelor și a mediului ambiant față de efectele radiațiilor ionizante. Întrucât aceste radiații pot reprezenta un pericol pentru om, radioprotecția acoperă ansamblul aspectelor tehnice și de reglementare întreprinse pentru asigurarea securității.

La nivel mondial, organizația care asigură expertiza în materie de radioprotecție este Comisia Internațională de Protecție Radiologică, în timp ce, pentru Europa, comisia EURATOM este însărcinată cu reglementarea activităților nucleare.

Autoritatea națională competentă în domeniul nuclear, care exercită atribuțiile de reglementare, autorizare și control conform legii (111/1996) este Comisia Națională pentru Controlul Activităților Nucleare – CNCAN.

IV.2. Ecranarea acceleratoarelor liniare medicale

Pentru realizarea buncărelor se necesită a fi luate în considerare cele trei tipuri de radiație care provin de la acceleratorul liniar medical:

Radiația primară – este radiația colimată, orientată către țintă, fiind cea utilizată pentru tratament. Prin urmare acest tip de radiație stă la baza proiectării buncărului.

Radiația de scurgere – este radiația care “se scurge” din capul de tratament al acceleratorului liniar în orice direcție care diferă de direcția radiației primare. De obicei, radiația de scurgere apare atunci când ecranarea din jurul capului de tratament este insuficientă. Ea reprezintă cca. 0,1-0,2% din radiația primară.

Radiația de împrăștiere – apare ori de câte ori un fascicul de raze X interacționează cu materia. În cazul acceleratoarelor liniare medicale, principala sursă de radiație de împrăștiere este pacientul.

Factorii principali care trebuie incluși în calculul dimensiunilor blocurilor de ecranare/buncărelor unui accelerator liniar medical sunt:

Sarcina de lucru (W) – reprezintă valoarea maximă probabilă a randamentului acceleratorului. Pentru determinarea sarcinii de lucru este necesar a se evalua doza medie per tratament per pacient (în izocentru) precum și numărul de pacienți tratați într-o perioadă de timp.

Factorul de utilizare (U) – reprezintă fracțiunea din timpul de operare în care radiația este direcționată înspre o anumită zonă delimitatoare a sălii de tratament (ex. perete). Valorile tipice ale factorului de utilizare pentru calculul ecranării sunt:

U = 1 pentru podea

U = ¼ sau ½ pentru pereți și tavan, în funcție de aparat.

Factorul de ocupare (T) – reprezintă fracțiunea din timpul de operare în care aria zonei de tratament este ocupată. Astfel:

T = 1 pentru zone ocupate complet (zonele de lucru, camera asistentelor, birouri)

T = ¼ pentru zonele parțial ocupare (coridoare, camere de supraveghere a pacienților)

T = 1/8, T = 1/16 se folosesc pentru zonele ocupate doar ocazional (casa scărilor, zonele adiacente buncărului din afara clădirii, toalete).

În figura IV.1. avem prezentată schema unui buncăr. Acesta este alcătuit din:

Pereți de beton cu grosimea de 1,2 m;

Ecranări suplimentare pentru fasciculul primar. Sunt din beton cu densitate mare și au grosimea de 2 m;

Ecranări primare ale podelei și tavanului (opțional);

Labirintul este proiectat astfel încât să nu permită ca nici un foton care a fost împrăștiat o singură dată să ajungă la ușă;

Ușă secundară;

Ușă primară de ecranare;

Suprafața minimă a încăperii unde se află acceleratorul liniar să fie de .

Figura IV.1. Schema unui buncăr [11]

IV.3. Dozimetria clinică

Limitele pentru dozele echivalente pentru diferite categorii de persoane, sunt valori standard stabilite de Comisia Internațională pentru Radio-Protecție (ICRP 1991):

Pentru personalul din radioterapie:

Pentru public: .

Pentru a asigura că acestă valoare nu este depășită, în cazul personalului din radioterapie, se folosesc dozimetre personale (Figura IV.2.). De cele mai multe ori aceste dozimetre sunt dozimetrele termoluminescente. Unul dintre cele mai importante materiale termoluminescente este LiF (fluorura de litiu). Acest material este cel mai folosit deoarece are numărul atomic efectiv (Z = 8,2) foarte apropiat de cel al țesutului uman (Z = 7,4). Pentru a obține dozele precise de radiație la care personalul a fost expus este important ca acesta să respecte anumite principii:

Dozimetrul personal trebuie purtat tot timpul lucrului;

Dozimetrul trebuie purtat corect (la nivelul mijlocului);

Monitoarele personale nu se transferă niciodată altor persoane;

Dozimetrul personal nu este destinat măsurărilor din afara ariei de lucru prin urmare nu se vor purta în afara acelor zone.

Figura IV.2. Dozimetru personal termoluminescent [13]

Capitolul V. Studiu de caz

V.1. Noțiuni introductive

Fiecare plan de tratament are următoarea alcătuire:

Raportul tratamentului, format din 4 părți:

Prima parte conține:

Datele pacientului

Detalii asupra planului de tratament

Dozele prescrise

Date despre imaginile folosite în creerea planul de tratament

Partea a doua conține un tabel explicit asupra câmpurilor folosite;

Partea a treia conține durata tratamentului

Partea a patra conține dozele la puncte de interes

Imaginea transversală a pacientului, a câmpurilor folosite, și a izodozelor;

Imaginea 3D a pacientului și a câmpurilor folosite;

Tabelul și graficul dozelor.

În ultimele trei părți vor fi afișate în antetul paginii date referitoare la pacient și la câmpurile folosite.

În acest studiu de caz voi prezenta și explica planurile de tratament a pacienților A și B.

Ambele cazuri au fost realizate în cadrul Spitalului Clinic Municipal Dr. Gavril Curteanu Oradea, Laboratorul de Radioterapie cu Energii Înalte și a fost folosit acceleratorul liniar medical ARTISTE Solution (Advanced Treatment for Adaptive Radiation Theory) produs de cei de la Siemens în combinație cu sistemul de planificare a tratamentului DOSIsoft Isogray – version 4.2.1.79L.

V.2. Pacientul A

Sex: masculin

Vârstă: 62 ani

Stadializare: metastază osoasă

Localizare: procesele spinoase și transversale ale coloanei vertebrale toracale

Organe de risc: Măduva spinării

Imagistică: CT realizat în data 26 Iunie 2014, conține 83 slice-uri

Doza totală prescrisă: 20 Gy

Număr de fracțiuni: 4

Doză pe fracție: 5 Gy

Toate informațiile cu privire la câmpurile folosite se găsesc în Figura V.1. și sunt explicate mai jos.

Figura V.1. Datele câmpurilor folosite

Din cauza localizării volumului tumoral am folosit:

Număr câmpuri: 2 câmpuri

Direcția de acțiune: postero – anterioară (Figura V.4.)

Tipul câmpurilor: fotoni

Intensitatea câmpurilor: 15MV

Număr blocuri de ecranare: 2 (acestea se pot observa în Figura V.4.)

Suprafața iradiata: 132

Pe fiecare pagină a planului de tratament apar date referitoare la pacient și la câmpuri (Figura V.2.).

Figura V.2. Datele pacientului și ale câmpurilor

În figura V.3. se poate observa distribuția dozei (harta izodozelor) în plan transversal. Avem legenda izodozelor și după cum se vede zona cu cea mai mare doză este marcată cu culoarea roșu și desemnează o doză de 21,21 Gy. Tot în acest plan avem punctul de doză maximă, marcat cu un triunghi roșu, iar lângă el este notată și doza 23,47 Gy. Tot cu culoarea roșu este conturat volumul tumoral, iar cu culoarea verde avem conturat organul de risc (măduva spinării).

Figura V.3. Imaginea în plan transversal a izodozelor și a câmpurilor.

În figura V.4. avem foarte bine ilustrată geometria de câmp. Se pot observa și blocuri de ecranare de 30º folosite pentru a micșora doza primită de organul de risc. Iar hașurată cu albastru este suprafața iradiată.

Figura V.4. Imaginea 3D a pacientului și a geometriei de câmp

După ce s-a terminat construcția geometriei de câmp programul va calcula automat dozele și va realiza un grafic al distribuției dozei în volum. Acest grafic va fi afișat împreună cu tabelul dozelor (Figura V.5.).

Figura V.5. Tabelul dozelor și graficul distribuției dozei în volum

Planul realizat este considerat un succes deoarece 95% din volumul tumoral a primit 19,52 Gy, iar doza absorbită de organul de risc este în limitele admise. Această doză de 19,52 Gy, deși este mai mică decât doza prescrisă, este acceptată pentru că datorită punctelor de maxim de 23,56 Gy doza medie distribuită în tumoare este de 21,27 Gy.

V.3. Pacientul B

Sex: feminin

Vârstă: 70 ani

Stadializare: metastaze osoase multiple

Localizare:

Coloana vertebrală lombară

Omoplat drept

Coastă a 6-a dreaptă

Osul sacru aripa dreaptă

Organe de risc: nu se iau în considerare deoacere sunt metastaze multiple și este un tratament paliativ. Scopul nu este vindecarea, ci îmbunătățirea calității vieții și ameliorarea durerilor.

Imagistică: CT realizat în data 14 Ianuarie 2015, conține 149 slice-uri

Doza totală prescrisă: 80 Gy

Număr de fracțiuni: 5

Doză totală prescrisă per tratament: 20 Gy

Doză pe fracție/tratament: 4 Gy

Pentru că există metastaze osoase în 4 locații diferite ale corpului se necesită realizarea a 4 planuri de tratament distincte. Voi structura prezentarea acestui caz în 2 părți:

Prezentarea și explicarea fiecărui plan realizat;

Examinare în ansamblu a planului de tratament:

Partea I:

Metastaza localizată în coloana vertebrală lombară

Toate informațiile cu privire la câmpurile folosite se găsesc în Figura V.6. și sunt explicate mai jos.

Figura V.6. Datele câmpurilor folosite

Din cauza localizării volumului tumoral am folosit:

Număr câmpuri: 2

Direcția de acțiune: postero – anterioară (Figura V.8.)

Tipul câmpurilor: fotoni

Intensitatea câmpurilor: 15MV

Doze per câmp:

1,5 Gy

2,5 Gy

Număr blocuri de ecranare: 0

Suprafața iradiata: 214,7

Pe fiecare pagină a planului de tratament apar date referitoare la pacient și la câmpuri (Figura V.7.).

Figura V.7. Datele pacientului și ale câmpurilor

În figura V.8. se poate observa distribuția dozei (harta izodozelor) în plan transversal. Avem legenda izodozelor și după cum se vede zona cu cea mai mare doză este marcată cu culoarea roșu și desemnează o doză de 20,88 Gy. Tot în acest plan avem punctul de doză maximă, marcat cu un triunghi roșu, iar lângă el este notată și doza 22,51 Gy.

Figura V.8. Imaginea în plan transversal a izodozelor și a câmpurilor.

Metastaza localizată în omoplat

Toate informațiile cu privire la câmpurile folosite se găsesc în Figura V.9. și sunt explicate mai jos.

Figura V.9. Datele câmpurilor folosite

Din cauza localizării volumului tumoral am folosit:

Număr câmpuri: 2

Direcția de acțiune: postero – anterioară (Figura V.11.)

Tipul câmpurilor: fotoni

Intensitatea câmpurilor: 15MV

Doze per câmp:

1,6 Gy

2,4 Gy

Număr blocuri de ecranare: 0

Suprafața iradiata: 38

Pe fiecare pagină a planului de tratament apar date referitoare la pacient și la câmpuri (Figura V.10.).

Figura V.10. Datele pacientului și ale câmpurilor

În figura V.11. se poate observa distribuția dozei (harta izodozelor) în plan transversal. Avem legenda izodozelor și după cum se vede zona cu cea mai mare doză este marcată cu culoarea roșu și desemnează o doză de 19,76 Gy..

Figura V.11. Imaginea în plan transversal a izodozelor și a câmpurilor.

Metastază localizată în coastă

Toate informațiile cu privire la câmpurile folosite se găsesc în Figura V.12. și sunt explicate mai jos.

Figura V.12. Datele câmpurilor folosite

Din cauza localizării volumului tumoral am folosit:

Număr câmpuri: 2

Direcția de acțiune: postero – anterioară (Figura V.14.)

Tipul câmpurilor: fotoni

Intensitatea câmpurilor: 6 MV

Doze per câmp:

3,2 Gy

0,8 Gy

Număr blocuri de ecranare: 2

Suprafața iradiata: 28

Pe fiecare pagină a planului de tratament apar date referitoare la pacient și la câmpuri (Figura V.13.).

Figura V.13. Datele pacientului și ale câmpurilor

În figura V.14. se poate observa distribuția dozei (harta izodozelor) în plan transversal. Avem legenda izodozelor și după cum se vede zona cu cea mai mare doză este marcată cu culoarea roșu și desemnează o doză de 20,88 Gy. Tot în acest plan avem punctul de doză maximă, marcat cu un triunghi roșu, iar lângă el este notată și doza 21,97 Gy.

Figura V.14. Imaginea în plan transversal a izodozelor și a câmpurilor.

Metastaza localizată în osul sacru al coloanei vertebrale

Toate informațiile cu privire la câmpurile folosite se găsesc în Figura V.15. și sunt explicate mai jos.

Figura V.15. Datele câmpurilor folosite

Din cauza localizării volumului tumoral am folosit:

Număr câmpuri: 2

Direcția de acțiune: postero – anterioară (Figura V.17.)

Tipul câmpurilor: fotoni

Intensitatea câmpurilor: 15MV

Doze per câmp:

1,4 Gy

2,6 Gy

Număr blocuri de ecranare: 0

Suprafața iradiata: 54

Pe fiecare pagină a planului de tratament apar date referitoare la pacient și la câmpuri (Figura V.16.).

Figura V.16. Datele pacientului și ale câmpurilor

În figura V.17. se poate observa distribuția dozei (harta izodozelor) în plan transversal. Avem legenda izodozelor și după cum se vede zona cu cea mai mare doză este marcată cu culoarea roșu și desemnează o doză de 19,26 Gy. Tot în acest plan avem punctul de doză maximă, marcat cu un triunghi roșu, iar lângă el este notată și doza 21,38 Gy.

Figura V.17. Imaginea în plan transversal a izodozelor și a câmpurilor.

Partea a II-a:

După ce s-a terminat construcția geometriei de câmp, programul va calcula automat dozele și va realiza un grafic al distribuției dozei în volum pentru fiecare metastază în parte. Acest grafic va fi afișat împreună cu tabelul dozelor (Figura V.19. și Figura V.20.).

Figura V.19. Graficul distribuției dozei în volum

Figura V.20. Tabelul dozelor

Planul realizat este considerat un succes deoarece 95% din fiecare volum tumoral a primit doza de:

CTV aripa sacrală: 18,95 Gy

CTV coastă: 19,08 Gy

CTV coloană vertebrală lombară: 19,83 Gy

CTV omoplat: 19,34 Gy

Punctele de maxim sunt:

CTV aripa sacrală: 21,80 Gy

CTV coastă: 21,47 Gy

CTV coloană vertebrală lombară: 23,61 Gy

CTV omoplat: 21,25 Gy

Iar doza medie distribuită în fiecare volum tumoral este:

CTV aripa sacrală: 20,26 Gy

CTV coastă: 20,21 Gy

CTV coloană vertebrală lombară: 21,26 Gy

CTV omoplat: 20,36 Gy

Concluzii

Razele X folosite în medicină sunt produse doar prin interacțiuni Coulomb ale electronilor energetici cu electronii orbitali și nucleii țintei de raze X.

Acceleratorul liniar este un dispozitiv care genereaza radiație folosind unde electromagnetice la frecvente inalte (3GHz).

Oasele sunt organe dure, rezistente, de culoare alb-gălbuie. Proprietățile fizice ale oaselor sunt rezistența și elasticitatea.

Atât tumorile osoase maligne cât și cele benigne primare sunt cu mult depășite numeric de metastaze osoase de la cancere epiteliale sau melanoame și tulburări hematologice.

Radioterapia are ca obiectiv asigurarea controlului local (a tumorii primare) sau loco – regional (tumoare primară + ganglionii limfatici). Aceasta poate fi cu scop curativ sau paliativ.

Fracționarea unui tratament cu radiații ionizante este foarte important, deoarece permite repararea leziunilor subletale, favorizând țesuturile normale care repară mai repede și mai corect decât cele tumorale.

Doza pentru controlul tumoral este doza necesară pentru obținerea sterilizării tumorii în 90% a cazurilor.

Radiația poate cauza atât pierderi celulare (efecte deterministice) cât și mutații (efecte stohastice).

Radioprotecția are drept obiectiv să asigure protecția persoanelor și a mediului ambiant față de efectele radiațiilor ionizante.

Primul plan prezentat este considerat un succes deoarece 95% din volumul tumoral a primit 19,52 Gy, iar doza absorbită de organul de risc este în limitele admise.

Al doilea plan prezentat este considerat un succes deoarece 95% din fiecare volum tumoral a primit 95% din doza prescrisă.

DECLARAȚIE DE AUTENTICITATE A

LUCRĂRII DE FINALIZARE A STUDIILOR

Titlul lucrării Acceleratorul liniar medical. Tratamentul cancerului osos.

Autorul lucrării Adriana Gheri

Lucrarea de finalizare a studiilor este elaborată în vederea susținerii examenului de finalizare a studiilor organizat de către Facultatea de Științe din cadrul Universității din Oradea, sesiunea iunie – iulie a anului universitar 2014/2015.

Prin prezenta, subsemnatul (nume, prenume, CNP) Gheri Adriana,

CNP: [anonimizat],

declar pe proprie răspundere că această lucrare a fost scrisă de către mine, fără nici un ajutor neautorizat și că nici o parte a lucrării nu conține aplicații sau studii de caz publicate de alți autori.

Declar, de asemenea, că în lucrare nu există idei, tabele, grafice, hărți sau alte surse folosite fără respectarea legii române și a convențiilor internaționale privind drepturile de autor.

Oradea,

Data 30.06.2015 Semnătura