การบำบัดด้วยอนุภาคการรักษามะเร็งโดยใช้ลำแสงของโปรตอนหรือไอออนที่หนักกว่า – ให้ปริมาณรังสีที่สอดคล้องกันสูงและประหยัดเนื้อเยื่อปกติได้มากกว่าการรักษาด้วยรังสีที่ใช้โฟตอนทั่วไป แต่สำหรับผู้รอดชีวิตจากมะเร็งในระยะยาว ความเสี่ยงของมะเร็งทุติยภูมิที่เกิดจากรังสี (SC) มีความสำคัญ และควรพิจารณาเมื่อเลือกวิธีการรักษาด้วยข้อมูลทางระบาดวิทยาที่หายากสำหรับการรักษาแบบใหม่
เช่น การบำบัด
ด้วยโปรตอนและคาร์บอนไอออน ทีมงานที่ศูนย์วิจัยไอออนหนัก กำลังพัฒนาแบบจำลองเพื่อเปรียบเทียบความเสี่ยง SC ระหว่างวิธีการบำบัดด้วยอนุภาค โมเดลที่อธิบายและเพื่อนร่วมงานสามารถรวมเข้ากับระบบการวางแผนการรักษาได้ในที่สุด เพื่อรวมความเสี่ยงของ SC เป็นเกณฑ์การเพิ่มประสิทธิภาพ
เพิ่มเติมเหตุการณ์ที่ทำให้ถึงตายกับสารก่อมะเร็งแบบจำลองความเสี่ยง SC มักจะทำงานโดยพิจารณาความสมดุลระหว่างการฆ่าเซลล์ (นำไปสู่การยับยั้งมะเร็ง) และการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ (การเหนี่ยวนำการกลายพันธุ์ที่นำไปสู่มะเร็งในที่สุด) ความน่าจะเป็นที่ปริมาตรที่ฉายรังสีจะพัฒนาเป็นมะเร็งนั้น
ถูกกำหนดโดยใช้แบบจำลองเชิงเส้น-กำลังสอง (LQ) ซึ่งให้ความสัมพันธ์ที่เรียบง่ายระหว่างการอยู่รอดของเซลล์และปริมาณโฟตอนที่ได้รับในการศึกษานี้ นักวิจัยใช้แบบจำลองเอฟเฟกต์เฉพาะที่ (LEM) เพื่อทำนายประสิทธิภาพทางชีวภาพสัมพัทธ์ (RBE) ของการเหนี่ยวนำ SC หลังการบำบัดด้วยอนุภาค
เพื่ออธิบายถึง RBE ที่เพิ่มขึ้นของการแผ่รังสีของอนุภาค พวกเขาแทนที่พารามิเตอร์ LQ ของโฟตอนในแบบจำลองความเสี่ยงด้วยพารามิเตอร์ LQ ของลำแสงไอออนที่ทำนายโดย LEM คุณลักษณะสำคัญของแนวทางของพวกเขาคือการใช้ LEM ทั้งในแง่ของการฆ่าเซลล์และการเหนี่ยวนำให้เกิดมะเร็ง
“การใช้ LEM ซ้ำซ้อนสะท้อนให้เห็นถึงการแข่งขันระหว่างสองกระบวนการหลักที่กำหนดการพัฒนา SC ได้แก่ การแปลงเซลล์และการฆ่าเซลล์” ผู้เขียนอาวุโส อธิบาย “ด้วยขนาดยาและ/หรือประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น การฆ่าเซลล์สามารถกดความมีชีวิตของเซลล์ที่ถูกเปลี่ยนรูปได้
สิ่งนี้นำไป
สู่การโต้ตอบที่ซับซ้อนซึ่งไม่สามารถสะท้อนให้เห็นเป็นอย่างอื่นได้ในขั้นตอนเดียว”ในการตรวจสอบปัจจัยที่ส่งผลกระทบต่อความเสี่ยงของ SC นักวิจัยได้ใช้ระบบการวางแผน เพื่อสร้างแผนการบำบัดคาร์บอนไอออนและโปรตอนที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมทางชีวภาพตามรูปทรงเรขาคณิต
ในอุดมคติ แผนการฉายรังสีเป้าหมายขนาด 4x4x4 ซม. ด้วยลำแสงอนุภาคเดี่ยวหรือสองลำแสงตรงข้าม โดยมีอวัยวะที่เสี่ยง (OAR) ขนาด 4x4x1 ซม. อยู่ด้านหน้าเป้าหมาย เนื่องจากความไม่แน่นอนในพารามิเตอร์ LQ ของโฟตอนที่ใช้เป็นอินพุตสำหรับ LEM พวกเขาจึงประเมินอัตราส่วนความเสี่ยง
ของโปรตอนต่อคาร์บอนไอออน มากกว่าค่าความเสี่ยงแต่ละค่าสำหรับการตั้งค่าในอุดมคตินี้ แบบจำลองไม่ได้แสดงการตั้งค่าที่ชัดเจนสำหรับโปรตอนหรือคาร์บอนไอออน แต่เผยให้เห็นการพึ่งพาพารามิเตอร์ต่างๆ ที่ซับซ้อน การกระเจิงของคาร์บอนไอออนทางด้านข้างที่ลดลงทำให้ความเสี่ยงของ SC
ต่ำกว่าโปรตอนในช่องทางเข้า อย่างไรก็ตาม ไอออนของคาร์บอนจะสะสมปริมาณรังสีที่สูงกว่าไว้ด้านหลังเป้าหมายเนื่องจากส่วนหางที่แยกส่วน ทำให้เพิ่มความเสี่ยง SC สำหรับ OARs ที่อยู่ด้านหลังเนื้องอกหลังการฉายรังสีคาร์บอนไอออนสำหรับแผนลำแสงเดี่ยว ความเสี่ยงของ SC ทั้งหมดนั้นสูงกว่า
คาร์บอนไอออนประมาณ 1.5 เท่าของโปรตอน ด้วยคานสองอันที่อยู่ตรงข้ามกัน ความเสี่ยงของ SC ทั้งหมดนั้นสูงกว่า 1.16 เท่าสำหรับโปรตอน แม้ว่าสิ่งนี้จะแตกต่างกันอย่างมากโดยขึ้นอยู่กับตำแหน่งเชิงพื้นที่ของปริมาตรที่ไวต่อการคาดเดาเมื่อเทียบกับปริมาตรเป้าหมาย
ความไวต่อรังสีของเนื้อเยื่อ (ต่อโฟตอน) มีผลกระทบสำคัญต่ออัตราส่วนความเสี่ยงของ SC โดย OAR ที่ทนทานต่อรังสีได้ประโยชน์จากการบำบัดด้วยคาร์บอนไอออน และ OAR ที่ไวต่อแสงจากลำโปรตอน ในทางตรงกันข้าม รูปแบบการแยกส่วนมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อค่าความเสี่ยงที่คาดหวัง
รูปทรงเรขาคณิตของผู้ป่วยในการตรวจสอบสถานการณ์ทางคลินิก Scholz และเพื่อนร่วมงานได้ประเมินความเสี่ยงของ SC สำหรับผู้ป่วยมะเร็งต่อมลูกหมาก 10 รายที่ได้รับการรักษาด้วยรังสีโฟตอนที่ก่อนหน้านี้ที่โรงพยาบาลมหาวิทยาลัย Karolinska พวกเขาสร้างแผนการรักษาสำหรับผู้ป่วยโดย
ใช้สนามโปรตอนและคาร์บอนไอออนที่สแกนตรงข้ามกันสองสนามดังที่เห็นก่อนหน้านี้ หางของคาร์บอนไอออนที่แตกตัวออกเป็นส่วนๆ ทำให้เกิดพื้นที่ปริมาณรังสีต่ำขนาดใหญ่ด้านหลังเป้าหมาย อย่างไรก็ตาม พื้นที่เป้าหมายปริมาณรังสีสูงนั้นสอดคล้องกับคาร์บอน-ไอออนมากกว่าแผนของโปรตอน
ทีมคำนวณ
อัตราส่วนความเสี่ยงของโปรตอนต่อคาร์บอนไอออน SC สำหรับ OARs สี่รายการ (กระเพาะปัสสาวะ ไส้ตรง กระดูก และผิวหนัง) สำหรับผู้ป่วย 10 ราย สำหรับกระดูกและผิวหนัง แผนโปรตอนให้ความเสี่ยง SC สูงกว่าแผนคาร์บอนไอออนเล็กน้อย โดยมีอัตราส่วนความเสี่ยงเฉลี่ย 1.19 และ 1.06 สำหรับกระดูก
และผิวหนัง ตามลำดับ อย่างไรก็ตาม สำหรับกระเพาะปัสสาวะและทวารหนัก แผนโปรตอนส่งผลให้ความเสี่ยง SC ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ โดยมีอัตราส่วนความเสี่ยง 0.68 และ 0.49 สำหรับกระเพาะปัสสาวะและทวารหนัก ตามลำดับนักวิจัยสรุปว่าข้อมูลเชิงลึกที่ได้รับจากแบบจำลองนี้
สามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการรักษาในอนาคตได้ ปัจจุบัน แบบจำลองความเสี่ยงสัมพัทธ์เหมาะเป็นอย่างยิ่งสำหรับเป็นเครื่องมือในการเปรียบเทียบสถานการณ์การรักษาที่แตกต่างกันสำหรับกลุ่มผู้ป่วยที่แตกต่างกัน แต่ Scholz ตั้งข้อสังเกตว่าการรวมโมเดลดังกล่าวเข้ากับการวางแผนการรักษาสำหรับผู้ป่วยแต่ละรายจะตรงไปตรงมา
แนะนำ ufaslot888g