شكل الإشعاع المستخدم في العلاجات الإشعاعية التجسيمية

تم اقتراح العلاج الإشعاعي التجسيمي والجراحة الإشعاعية منذ أكثر من أربعة عقود، وعلى الرغم من أن العلاجات الأولى تم إجراؤها باستخدام الأشعة السينية، إلا أن سكين جاما المتخصص كان لسنوات عديدة الوسيلة الوحيدة الموثوقة للعلاج.

العلاج الإشعاعي

إن تحقيق العلاج الإشعاعي المطابق التجسيمي والجراحة الإشعاعية باستخدام مسرع خطي مع أجهزة تثبيت خاصة قد أعطى الموضوع مؤخرًا دفعة هائلة، واليوم هناك اهتمام واسع النطاق بهذه التقنية، وقد أدى ذلك إلى توصيف فعالية الطريقة من حيث النتائج المفهومة جيدًا مثل الرسم البياني لحجم الجرعة للجرعة المستهدفة والأنسجة المحيطة ومخططات ملامح الجرعة في المستويات المختارة.

وقد أدى ذلك بالعديد من العمال إلى استخلاص استنتاجات حول العدد الأمثل للأقواس كدالة للحجم المستهدف، كما يتم تطوير تقنيات خاصة لتوليد أحجام معالجة غير كروية، عند الاقتضاء، كما يتم إجراء غرسات التوضيع التجسيمي الموجهة بالصور. في كثير من الحالات، يمكن أن تكون هذه الطرق مرضية مثل تشعيع الجسيمات المشحونة.

شكل الإشعاع المستخدم في العلاجات الإشعاعية التجسيمية

ما نوع الإشعاع (الجسيمات المشحونة أو الفوتونات) وأي هندسة أخرى غير الجراحة الإشعاعية بالتوضيع التجسيمي؟ من الواضح أن هذا سؤال مهم، نظرًا لأن التقنيات باهظة الثمن، وأن كل منها قد طور بطريقته الخاصة المنفصلة في مراكز العلاج المختلفة.

قارن الباحثون إشعاعات الجسيمات المشحونة من البروتونات والكربون والهيليوم وأيونات النيون بإشعاعات الفوتون في هندسة “جاما نايف” ومع تشعيع الفوتون من أقواس متعددة على معجل خطي، كما تم تطوير توزيعات الجرعات لتشعيع الأورام الكروية بأقطار 1،2،3،4،5 سم ولمجموعة من الأورام من الأمثلة السريرية. بالنسبة لإشعاعات الجسيمات المشحونة، تم اعتماد هندسة المعالجة المنتظمة لها.

طريقة العلاج المثلى هي تلك التي تقدم جرعة موحدة في جميع أنحاء الحجم المستهدف مع تقليل الجرعة إلى الأنسجة المحيطة وبالتالي تم تحليل المشكلة عن طريق حساب الرسوم البيانية لحجم الجرعة في الحجم المستهدف، في الدماغ الطبيعي (كونها كلها الدماغ مطروحًا منه الورم) وللحجم الحلقي المحدد المحيط بالورم. بالإضافة إلى ذلك، تم حساب رقم الجدارة (عامل التوطين) وهو جزء الطاقة الإشعاعية المودعة في المريض والتي تم تسليمها إلى الحجم المستهدف.

الفرق بين طرق الجسيمات المشحونة في الإشعاع التجسيمي

• لوحظ اختلافات صغيرة فقط بين طرائق الجسيمات المشحونة المختلفة للجراحة الإشعاعية التجسيمية، حيث كانت هذه الاختلافات أكبر بالنسبة للأورام ذات الأحجام الأكبر، لم يتم بعد تحديد الآثار البيولوجية للفرق الرئيسي بين الفوتونات والبروتونات.

• توصل الباحثون إلى أن فعالية أحد أنواع الإشعاع أو مخطط التشعيع على الآخر لم يتم إثباتها إكلينيكيًا بعد، كما استخدم  نظام بوسطن للتخطيط ثلاثي الأبعاد لتقييم المزايا النسبية لاستخدام إشعاع تجسيمي 1،2،3،4،5 و 9 قوسًا مقارنةً مع ثلاثة مجالات ثابتة وثابتة غير ثابتة، تقنيات المجالات الستة متحد المستوى.

• تم تمييز توزيع الجرعة وترتيبها من حيث الرسم البياني لحجم الجرعة المتكاملة في الدماغ الطبيعي الذي يقع في حلقة بسمك 2 سم حول أحجام مستهدفة كروية بحجم 10 و 20 و 40 و 55 ملم، تم أيضًا تصنيف أشكال هندسية التشعيع المختلفة من حيث الحجم الذي يتلقى 50 ٪ من جرعة مركزية، حيث تم اختيار هذه القيمة لأن الدماغ قد يتحمل 10 غراي في جزء واحد عندما تكون الجرعة المستهدفة للتشوه الشرياني الوريدي الدماغي – 20 غراي.

• توصلت الدراسات إلى أن التوزيعات ذات الأقواس المتعددة كانت متفوقة إلى ترتيبات المجال الثلاثة الثابتة لجميع أحجام الهدف، لم يكن هناك زيادة في تجنيب أنسجة المخ الطبيعية فوق جرعة 50 ٪ مع أكثر من ثلاثة أقواس للدوران وبالنسبة للأورام الكبيرة، كان هناك قوسان بشكل هامشي أفضل من ثلاثة وأعطت الطريقة الساكنة ذات الستة مجالات أيضًا توزيعًا مشابهًا جدًا للجرعة للإشعاعات متعددة القوس.

• درس الباحثون أيضًا تأثير الأقواس المتعددة على الرسم البياني لحجم الجرعة للدماغ الطبيعي المحيط بالأهداف الكروية بقطر 1،2 و 4 سم، لقد حددوا بعناية حجم الدماغ الطبيعي داخل كل محيط متساوي كدالة لعدد الأقواس لكل حجم مستهدف وتوصلوا إلى أن الأقواس المتعددة التي تتجاوز الأربعة لا تقدم أي تحسن كبير.

• كان هناك انخفاض هامشي في حجم الأنسجة المحاطة بمحيط جرعة 10٪ لأهداف قطرها 2 و 4 سم ولكن هذا غير مهم سريريًا. كما تم الوصول إلى أنه قد تكون هناك ميزة أمان صغيرة باستخدام أقواس متعددة، حيث تكون الجرعة لكل قوس أقل، وبالتالي فإن فشل القنطرة في الدوران سيكون أقل خطورة.

استخدام العلاج بالزرع البيني التجسيمي

بالنسبة للعديد من مواقع الورم، يمكن مطابقة حجم الجرعة العالية مع الهدف عن طريق العلاج الإشعاعي الخلالي، ورم في المخ هو أحد هذه المرشحين، هذا يقلل بشكل كبير من الجرعة إلى الأنسجة غير المستهدفة، لأن الأشعة الخارجية لا تمر عبر هذا النسيج في طريقها إلى الهدف، وهناك حاجة مرة أخرى إلى إجراءات التوضيع التجسيمي من أجل الدقة، حيث تم وصف الإجراءات التي تمثل الطريقة، وكان الأساس المادي على النحو التالي.

• يتم إرفاق إطار التوضيع التجسيمي برأس المريض بشكل غير جراحي، كما يتم توصيل الإطار أيضًا بأريكة ماسح التصوير المقطعي المحوسب ويتم تنفيذ جميع الإجراءات في مجموعة أجهزة التصوير المقطعي المحوسب، ويتم إرفاق قالب يشتمل على مصفوفة من الثقوب متباعدة على فترات 1.5 مم بالإطار.

• إن هذه الثقوب هي مواقع حفر مرشحة لقسطرة الدماغ، حيث يتم التقاط صور التصوير المقطعي بالإطار والقالب في مكانهما، كما يظهر القالب معلقًا فوق الجمجمة وتظهر كل فتحة على شكل عمود مملوء بالهواء في القالب.

• من هذه الصور، يمكن اختيار مجموعة مناسبة من الفتحات للاقتراب من الهدف، كما يتم حفر الجمجمة وإدخال القسطرة على عمق 1 سم خارج حدود الورم المعززة بالتباين، عندما تكون جميع القسطرات في مكانها الصحيح، يتم إجراء مجموعة متكررة من فحوصات التصوير المقطعي المحوسب للتأكد من أن القسطرة كلها متوازية وموضعها بشكل صحيح وأنه لم يكن هناك نزيف داخل الجراحة.

• أخيرًا، يتم تأمين القسطرة خارجيًا، حيث تتم العملية بأكملها تحت التخدير العام وتستغرق حوالي ساعتين. النظائر المشعة المستخدمة على نطاق واسع هي 12’1، في شكل بذور، كما يبلغ عمر النصف لهذا النظير 60 يومًا ويصدر أشعة سينية تبلغ 28 كيلو فولت (من بين الإشعاعات الأخرى الأقل وفرة).

• يتم إزالة القسطرة التي تحتوي على البذور بعد إعطاء الجرعة المطلوبة ويتم فحص المريض مرة أخرى بالأشعة المقطعية، تم وصف  إجراءً تجسيميًا مشابهًا قائمًا على التصوير المقطعي لتوجيه وضع القسطرة وتخطيط العلاج المرتبط بها، كما قدم الباحثون تقنية لزرع البذور بشكل دائم في الدماغ.

حيث تم تطوير طرق التخطيط لعرض المتماثلات من مواضع البذور المرشحة متراكبة على الصور التشريحية ومن ثم حساب الإدخال تحويلات التنسيق والمسارات في إحداثيات الإطار للقسطرة.