كيفية التخطيط لعلاجات الحزمة الإلكترونية

يتم التخطيط لمعظم علاجات الحزمة الإلكترونية لتقنية مجال واحد، وبالنسبة للبلاطة المسطحة والمتجانسة نسبيًا من الأنسجة الرخوة، يمكن العثور على توزيع الجرعة باستخدام مخطط الجرعة المناسب. ومع ذلك، فإن بساطة تخطيط العلاج هذه هي الاستثناء وليس القاعدة، ونادرًا ما تكون المساحات السطحية المسطحة وفي كثير من الحالات، تظهر عدم التجانس، مثل تجاويف العظام والرئة والهواء، تعقيدات لقياس الجرعات.

تخطيط علاجات الحزمة الإلكترونية

قبل ظهور تخطيط المعالجة الحاسوبية لحزم الإلكترون، كانت طرق التخطيط بدائية وتضمنت تقنيات يدوية لتعديل مخططات الجرعة المعيارية المقاسة في شبح الماء، كما تم تطبيق عوامل التصحيح المحددة تجريبياً لتصحيح توزيعات الجرعات لفجوات الهواء وانتشار الأشعة وعدم تجانس الأنسجة.

عولى الرغم من أن أنظمة تخطيط المعالجة الحديثة على الكمبيوتر قد تجنب الحاجة إلى تخطيط العلاج اليدوي، إلا أن هذه الطرق تمت مناقشتها أدناه لشرح المبادئ الأساسية التي ينطوي عليها تخطيط العلاج للإلكترونات. بالإضافة إلى ذلك، تعتبر الطرق اليدوية مفيدة في التحقق من خوارزمية الكمبيوتر وتوزيعات الجرعات التي يتم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر إذا لزم الأمر.

اختيار حجم طاقة الحزمة والميدان

يتم تحديد طاقة الحزمة، بشكل عام من خلال عمق الحجم المستهدف والحد الأدنى من الجرعة المستهدفة المطلوبة والجرعة المقبولة سريريًا لعضو حرج، إذا كان موجودًا في مسار الحزمة. في معظم الحالات، عندما لا يكون هناك خطر من زيادة جرعة الهيكل الحرج خارج الحجم المستهدف، يمكن ضبط طاقة الحزمة بحيث يقع الحجم المستهدف بالكامل ضمن منحنى isodose) 90٪ إلى 95٪.

ومع ذلك، في علاج الثدي (على سبيل المثال، جدار الصدر، بعد استئصال الثدي) باستخدام حقل مستقيم، غالبًا ما يتم اختيار الطاقة بحيث تكون جرعة العمق في واجهة جدار الصدر والرئة حوالي 80٪.

الأساس المنطقي لهذا الانخفاض في الطاقة هو الحفاظ على الرئة، مع الأساس المنطقي بأن الحجم المستهدف لتشعيع جدار الصدر سطحي تمامًا وأن منحنى جرعة 80٪ كحد أدنى (والبعض يؤيد 70٪) كافٍ لجدار الصدر، كما بعد جرعة العمق البالغة 80٪، يكون انخفاض الجرعة سريعًا بشكل مميز عند طاقات الحزمة هذه.

كما يجب أن يعتمد اختيار حجم المجال في العلاج بشعاع الإلكترون بشكل صارم على تغطية (isodose) لحجم التخطيط المستهدف، حيث يكشف فحص منحنيات (isodose) الإلكترون أن هناك تناقصًا كبيرًا في منحنى isodose بنسبة 80 ٪ عند طاقات أعلى من 7 MeV.

يعتمد تقلص حجم العلاج المفيد أيضًا على حجم الحقل وهو أسوأ بالنسبة للحقول الأصغر. وبالتالي، مع الإلكترونات قد يكون من الضروري وجود حقل أكبر على السطح مما هو معتاد عليه (في حالة حزم الفوتون) لتغطية ملاءمة حجم التخطيط المستهدف.

تصحيحات الثغرات الهوائية والتضارب في شعاع الإلكترون

في العلاج بشعاع الإلكترون، هناك مشكلة متكررة تتمثل في عدم موازاة نهاية قضيب العلاج لسطح الجلد، كما يمكن أن تكون هذه الفجوات الهوائية غير المستوية كبيرة في بعض الأحيان نتيجة للانحناء الشديد للسطح المنحدر.

وفي هذه الحالات، يمكن للمرء حساب توزيع الجرعة يدويًا ببساطة عن طريق تطبيق تصحيح قانون التربيع العكسي لتوزيع الجرعة على طول المروحة من مصدر إلكترون فعال ونتيجة لهذا التصحيح، فإن التوزيع النسبي لجرعة العمق لكفاف منحدر يظل ثابتًا تقريبًا ولكن القيمة المطلقة للجرعة تنخفض في جميع الأعماق بسبب اختلاف الحزمة.

ومع ذلك، لا تأخذ هذه الطريقة في الاعتبار التغيرات في الانتثار الجانبي بسبب ميل الحزمة وقد اشارت الدراسات إلى ذلك، حيث أوضحت أن ميل الحزمة يميل إلى زيادة التشتت الجانبي عند عمق الجرعة القصوى، إزاحة الحجم نحو السطح وإنقاص عمق الاختراق (مقاساً بعمق جرعة 80٪)، كما يمكن تمثيل حزمة الإلكترون العريضة بجمع عدد كبير من حزم القلم الرصاص أو الشقوق الموضوعة بجوار بعضها البعض.

وعندما تسقط الحزمة بشكل غير مباشر على سطح المريض، فإن النقطة الموجودة على العمق الضحل تتلقى تشتتًا جانبيًا أكبر من حزم القلم الرصاص المجاورة والتي اجتازت كمية أكبر من المواد، في حين أن النقطة الموجودة في العمق الأكبر تتلقى تشتتًا أقل.

ومع ذلك، نظرًا لأن الحزمة متباعدة، فإن الجرعة ستنخفض أيضًا في جميع الأعماق نتيجة لتأثير قانون التربيع العكسي، حيث تزداد فجوة الهواء بين نهاية المخروط والسطح مع زيادة زاوية الميل. وهكذا، تتأثر جرعة العمق عند نقطة ما في الحزمة الساقطة بشكل غير مباشر بكل من تأثير التشتت وانحراف الحزمة.

غالبًا ما يتم إعطاء كمية منفردة من الأدوية أو المخدرات أو غيرها من المركبات في غضون فترة زمنية معينة في العلاج بالحزمة الإلكترونية من أجل:

• تسطيح سطح غير منتظم.

• تقليل تغلغل الإلكترونات في أجزاء من المجال.

• زيادة جرعة السطح.

من الناحية المثالية، يجب أن تكون مادة البلعة مكافئة للأنسجة في إيقاف الطاقة وقوة التشتت، كما يجب فحص مادة البلعة من خلال مقارنة توزيع جرعة العمق في البلعة مع تلك الموجودة في الماء، إذا كان عامل القياس مطلوبًا، فيجب توثيقه واستخدامه في تخطيط العلاج كلما تم استخدام البلعة، كما يمكن استخدام عدد من المواد المتاحة تجاريًا كبلعة (على سبيل المثال، شمع البارافين والبوليسترين واللوسيت والسوبرستاف والسوبر فلاب).

إن جميع أنظمة تخطيط المعالجة الحديثة لتصميم (Custombolus) لتتوافق مع توزيع جرعة الإلكترون على السطح البعيد للهدف، كما تسمى هذه التقنية العلاج المطابق للإلكترون البلعة وتستخدم بلعة شمعية متغيرة السماكة مخصصة، ويتم طحن سطحها البعيد ليناسب سطح المريض.