Nóż cybernetyczny - precyzyjne i bezpieczne napromienianie guzów nowotworowych przy oszczędzeniu zdrowych tkanek i narządów krytycznych
Opublikowane 01 sierpnia 20241 sierpnia obchodzimy Światowy Dzień Raka Płuca, z tej okazji zapytaliśmy dr Barbarę Lisiecką, Kierownik Zakładu Radioterapii Szpitala Uniwersyteckiego w Krakowie o rolę i zastosowanie innowacyjnej radioterapii w leczeniu nowotworów płuca oraz innych narządów. - Nóż cybernetyczny jest urządzeniem, który ma akcelerator emitujący promieniowanie fotonowe, ale jest on umieszczony na ramieniu robota, który potrafi się obrócić się o 360 stopni pod wieloma kątami. Dlatego umożliwia podanie wiązki z bardzo wielu kierunków, w taki sposób, że jest ona bardzo wąska. Możemy zatem skoncentrować dawkę promieniowania w sposób bezpieczny dla pacjenta, a więc nie koncentruje się na tych obszarach, na których nie powinna się koncentrować, jak tkanki zdrowe czy narządy krytyczne. - podkreśla dr Lisiecka.
Od niedawna Państwa placówka dysponuje innowacyjnym aparatem do radioterapii tzw. CyberKnife. Jakie możliwości w terapii pacjentów onkologicznych daje taka technologia? Kiedy ma zastosowanie?
Od niedawna Szpital Uniwersytecki w Krakowie dysponuje urządzeniem o nazwie nóż cybernetyczny albo CyberKnife. Jest to urządzenie do napromieniania, czyli wykorzystywania promieniowania jonizującego do leczenia zarówno chorób nowotworowych, jak i oczywiście chorób nienowotworowych, czyli schorzeń, gdzie promienie jonizujące mają zastosowanie. Wachlarz tych chorób jest oczywiście bardzo obszerny, ale myślę, że warto się skupić na tych, w których nóż cybernetyczny ma szczególną przewagę i zastosowanie, czyli takich, gdzie użycie klasycznego przyspieszacza (klasycznego akceleratora), który wytwarza promieniowanie jonizujące, jest gorszym rozwiązaniem dla pacjenta. Rozpoznania, w których nóż cybernetyczny, ma przewagę i można go użyć w sposób bezpieczny i skuteczny dla pacjenta, to przede wszystkim schorzenia umiejscowione, w taki sposób, że napromienianie obszarów, gdzie się znajdują, mogło być dla pacjenta ryzykowne, czyli są to schorzenia zlokalizowane w ośrodkowym systemie nerwowym, czyli zarówno w samym mózgu, jak i w rdzeniu, w ogóle we wnętrzu czaszki, blisko również struktur nerwowych, niekoniecznie w mózgowiu, ale nawet w okolicach mózgu np. pojedyncze węzły chłonne zlokalizowane wewnątrzczaszkowo, ale niekoniecznie w mózgu. Są to również schorzenia trudno dostępne chirurgicznie albo takie, których nie można operować, a zlokalizowane są w jamie brzusznej np. nieoperacyjne guzy trzustki, guzy wątroby, zarówno te przerzutowe, jak i te pierwotne, również guzy nerek nieoperacyjne. Oczywiście, są to także guzy w płucach, te które nie nadają się do zabiegu operacyjnego i są to pojedyncze zmiany, gdzie napromienianie małego obszaru, gdzie znajduje się guz, może dać pacjentowi wyleczenie bez zabiegu operacyjnego. Są to również nowotwory, prostaty, guzy przerzutowe położone w bardzo wielu miejscach, to są np. guzy przerzutowe w kościach kręgosłupa, blisko rdzenia, gdzie też podanie wysokiej dawki jest konieczne do wyleczenia, a precyzja podania jest kluczowa.
Pani Doktor, powiedzmy naszym czytelnikom, na czym polega radioterapia i jakie są różnice pomiędzy konwencjonalną a innowacyjną radioterapią?
Napromienianie, czyli wykorzystanie promieniowania jonizującego do leczenia schorzeń, najczęściej jest realizowane przy użyciu klasycznych akceleratorów, które wytwarzają wiązkę promieniowania fotonowego, najczęściej, bo może być to również promieniowanie protonowe, jak w przypadku protonoterapii (dostępna również w Krakowie, w Bronowicach) może być to promieniowanie elektronowe, ale najczęściej stosuje się promieniowanie fotonowe. Ma ono za zadanie uszkodzić strukturę DNA komórki nowotworowej, która z założenia różni się od komórki zdrowej najczęściej, czyli jest komórką szybko proliferującą, szybko namnażającą się i to promieniowanie, uszkadzając uszkadzając strukturę DNA, również uniemożliwia dalszy wzrost i namnażanie się tych komórek nowotworowych. Aby uzyskać taki efekt, czyli uszkodzenie komórek nowotworowych, potrzebne jest podanie określonej wielkości dawki promieniowania w określony sposób, czyli frakcjonując, dzieląc ją na mniejsze części i w określone miejsca, żeby uzyskać wiązką promieniowania dostosowaną do danej zmiany nowotworowej, najczęściej nowotworowej. Oczywiście takie promieniowanie przechodzi przez wszystko po drodze, co znajduje się między przyspieszaczem a zmianą nowotworową, np. wyobraźmy sobie zmianę nowotworową, która znajduje się w płucu, żeby wiązka dotarła do tej zmiany, to przechodzi przez ścianę klatki piersiowej zbudowaną z żeber, mięśni, są tam naczynia, nerwy jest również zdrowe płuco, jest serce, jest gruczoł piersiowy. Dlatego lekarz, który planuje napromienianie takiego obszaru, musi uwzględnić wszystkie zdrowe tkanki wokół takiego guza, aby nie uległy uszkodzeniu.
I tu są pewne ograniczenia przyspieszaczy tradycyjnych, które formułują wiązkę w pewien określony sposób, przede wszystkim mają możliwość podania wiązki tylko do pewnej wielkości ograniczonej, nie tak małej jak np. nóż cybernetyczny. Mogą ją podać pod pewnymi kontami albo taką techniką łukową, czyli z różnych stron, ale w pewnej płaszczyźnie, czasem w kilku płaszczyznach, ale tylko w płaszczyznach i w związku z tym, stworzenie takiego modelu skoncentrowania tego promieniowania w jednym miejscu jest trudne, dlatego że zawsze po drodze formując tę wiązkę napotykamy tzw. narządy krytyczne. My tak nazywamy te obszary, które nie mogą uzyskać wysokiej dawki promieniowania (np. serce).
CyberKnife jest urządzeniem, który również oczywiście ma akcelerator emitujący promieniowanie fotonowe, ale jest on umieszczony na ramieniu robota, który potrafi się obrócić się o 360 stopni pod wieloma kątami. Dlatego umożliwia podanie wiązki z bardzo wielu kierunków. Można powiedzieć, że można tę wiązkę podać z olbrzymiej ilości kierunków w taki sposób, że jest ona bardzo wąska. My ją nazywamy „pencil beam”, czyli wiązka ołówkowa, cieniusieńka. Kolimatory, czyli części przyspieszaczy, które kształtują tę wiązkę, są bardzo małe. W związku z tym, wiązka, która przechodzi przez ciało człowieka, jest bardzo niewielkiej wielkości i może być podawana z wielu kierunków. Możemy zatem skoncentrować dawkę promieniowania w sposób bezpieczny dla pacjenta, ponieważ wiązka przechodzi z wielu miejsc z wielu kierunków, a więc nie koncentruje się na tych obszarach, na których nie powinna się koncentrować. Ponadto, liczne osie i wielkość związki, dają nam możliwość podania bardzo wysokiej dawki promieniowania, w sposób bezpieczny dla tych narządów, które znajdują się wokół guza nowotworowego, a jak już wspomniałem na początku, przedmiotem naszego zainteresowania, narządy krytyczne, jak mózg, pień mózgu, skrzyżowania nerwów wzrokowych, są to obszary, w których nie możemy sobie pozwolić, lecząc pacjenta na ich uszkodzenie. To jest główna przewaga CyberKnife. Dodatkowo możemy w sposób bezpieczny podać wysoką dawkę promieniowania, a jest bardzo wiele zmian nowotworowych, które szczególnie reagują na takie promieniowanie, które jest jednorazowo bardzo wysokie i tych frakcji podawanych jest niewiele. W klasycznym przyspieszaczu nie możemy podawać promieniowania o takiej nominalnej dawce pojedynczej frakcji powyżej 5 Gy (grejów). Tu możemy podać nawet jednorazową dawkę kilkudziesięciu grejów w sposób bezpieczny dla pacjenta, a co za tym idzie również skuteczniejszy, jeżeli chodzi o potencjalne wyleczenie.
I tu są pewne ograniczenia przyspieszaczy tradycyjnych, które formułują wiązkę w pewien określony sposób, przede wszystkim mają możliwość podania wiązki tylko do pewnej wielkości ograniczonej, nie tak małej jak np. nóż cybernetyczny. Mogą ją podać pod pewnymi kontami albo taką techniką łukową, czyli z różnych stron, ale w pewnej płaszczyźnie, czasem w kilku płaszczyznach, ale tylko w płaszczyznach i w związku z tym, stworzenie takiego modelu skoncentrowania tego promieniowania w jednym miejscu jest trudne, dlatego że zawsze po drodze formując tę wiązkę napotykamy tzw. narządy krytyczne. My tak nazywamy te obszary, które nie mogą uzyskać wysokiej dawki promieniowania (np. serce).
CyberKnife jest urządzeniem, który również oczywiście ma akcelerator emitujący promieniowanie fotonowe, ale jest on umieszczony na ramieniu robota, który potrafi się obrócić się o 360 stopni pod wieloma kątami. Dlatego umożliwia podanie wiązki z bardzo wielu kierunków. Można powiedzieć, że można tę wiązkę podać z olbrzymiej ilości kierunków w taki sposób, że jest ona bardzo wąska. My ją nazywamy „pencil beam”, czyli wiązka ołówkowa, cieniusieńka. Kolimatory, czyli części przyspieszaczy, które kształtują tę wiązkę, są bardzo małe. W związku z tym, wiązka, która przechodzi przez ciało człowieka, jest bardzo niewielkiej wielkości i może być podawana z wielu kierunków. Możemy zatem skoncentrować dawkę promieniowania w sposób bezpieczny dla pacjenta, ponieważ wiązka przechodzi z wielu miejsc z wielu kierunków, a więc nie koncentruje się na tych obszarach, na których nie powinna się koncentrować. Ponadto, liczne osie i wielkość związki, dają nam możliwość podania bardzo wysokiej dawki promieniowania, w sposób bezpieczny dla tych narządów, które znajdują się wokół guza nowotworowego, a jak już wspomniałem na początku, przedmiotem naszego zainteresowania, narządy krytyczne, jak mózg, pień mózgu, skrzyżowania nerwów wzrokowych, są to obszary, w których nie możemy sobie pozwolić, lecząc pacjenta na ich uszkodzenie. To jest główna przewaga CyberKnife. Dodatkowo możemy w sposób bezpieczny podać wysoką dawkę promieniowania, a jest bardzo wiele zmian nowotworowych, które szczególnie reagują na takie promieniowanie, które jest jednorazowo bardzo wysokie i tych frakcji podawanych jest niewiele. W klasycznym przyspieszaczu nie możemy podawać promieniowania o takiej nominalnej dawce pojedynczej frakcji powyżej 5 Gy (grejów). Tu możemy podać nawet jednorazową dawkę kilkudziesięciu grejów w sposób bezpieczny dla pacjenta, a co za tym idzie również skuteczniejszy, jeżeli chodzi o potencjalne wyleczenie.
Nóż cybernetyczny ma istotne znaczenie w leczeniu raka płuca. Kiedy i dlaczego?
Nóż cybernetyczny ma istotne znaczenie w leczeniu raka płuca, ale nie w każdym przypadku. Tutaj warto nadmienić, że nóż cybernetyczny jest rzeczywiście przeznaczony do zmian niewielkich, małych. Maksymalna zmiana, jaką możemy leczyć nożem cybernetycznym w sposób skuteczny, to 9 cm. Może to nie brzmi, że to jest mało, ale 9 cm, czasem w przypadku guzów płuca to nie jest tak dużo. Dlatego leczenie raka płuca radioterapią często wymaga zastosowania przyspiesza tradycyjnego i napromienienia wielkich pól, czyli zarówno guza, jak i przestrzeni zajętych przez przerzuty, np. węzły chłonne. I tu wielu pacjentów skorzysta na takim leczeniu, ale są nowotwory płuca, które są szczególnie przeznaczone do CyberKnife i pacjent, z takiego leczenia skorzysta.
Są to zazwyczaj guzy małe, położone w miąższu płuc u pacjentów, którzy nie mogą być operowani z wielu względów, dlatego, że są obciążeni bardzo licznymi chorobami i znieczulenie, zabieg torakochirurgiczny byłby dla nich poważnym obciążeniem. Czasem pacjenci też po prostu nie godzą się na taki zabieg operacyjny lub mamy do czynienia z guzami położonymi tak, że operacja byłaby trudna do wykonania. Tu przede wszystkim wkracza właśnie nóż cybernetyczny, którym w sposób bezpieczny możemy przeprowadzić coś na kształt operacji torakochirurgicznej, czyli spowodować zniszczenie guza nowotworowego przy pomocy promieniowania. To leczenie jest również możliwe przy użyciu przyspieszaczy tradycyjnych, ale nie uwzględniają one śledzenia ruchów oddechowych małego guza nowotworowego. Normalnie, kiedy napromieniamy takie guzy tradycyjnym akceleratorem, musimy zaplanować podanie dawki w danym obszarze, jak i uwzględnić margines na tzw. ruchomość oddechową i ta ruchomość oddechowa u pacjenta jest duża, nawet do 15 mm osi długiej pacjenta.
W związku z tym, żeby skutecznie napromienić pacjenta z takim guzem, powinniśmy uwzględnić ten margines, planując to leczenie. Ten margines to nic innego jak zdrowa tkanka, którą też musimy napromienić, żeby mieć pewność, że dawka została podana do guza, dlatego że wiązka promieniowania wydzielana przez zwykły przyspieszacz, nie widzi, gdzie guz się porusza. Napromieniając tradycyjnym przyspieszaczem taki guz musimy usunąć tę ruchomość oddechową i napromieniamy wówczas więcej tkanki zdrowej płuca. A tak jak wspomniałam, często pacjenci, którzy są poddani takiemu leczeniu, to pacjenci już ze współchorobowością, często ludzie starsi z chorobami płuc, POChP, z chorobami serca, gdzie objętość napromienionych płuc ma duże znaczenie.
Nóż cybernetyczny, którym dysponujemy, ma taką unikalną zdolność z wykorzystania takiego systemu „synchrony”, czyli synchronizacji ruchów akceleratora, który znajduje się na ramieniu robota z ruchami pacjenta. Rozpoczynamy leczenie w ten sposób, że uczymy najpierw pacjenta, jak oddychać prawidłowo, następnie uczymy przyspieszać CyberKnife jak pacjent oddycha, jak się porusza wraz z guzem nowotworowym i następnie CyberKnife śledzi te ruchy oddechowe. Przy pomocy tego systemu „synchrony” podaje wiązkę promieniowania cały czas, tylko do guza z minimalnym, dwumilimetrowym czasem marginesem. Taki błąd (do 2mm) zawsze musi być wliczony. Pacjent czasem głębiej odetchnie, czasem coś się wydarzy. W związku z tym, margines jest konieczny. Podsumowując, CyberKnife ma zastosowanie szczególnie w tych przypadkach, gdzie zabieg operacyjny jest trudny lub niemożliwy do wykonania, guz jest mały (do 9 cm) i napromienianie pacjenta z małym marginesem, z oszczędzeniem zdrowej tkanki płuc przyniesie mu zdecydowane korzyści.
Dlaczego wg Pani Doktor inwestycje w innowacyjne technologie w radioterapii się opłacają? Jak ważne jest wsparcie samorządów i rządu w tym zakresie?
Na pytanie to trudno mi jest odpowiedzieć, gdyż jestem po prostu zwykłym lekarzem, radioterapeutą, któremu do dyspozycji w pracy klinicznej oddano wyjątkowe urządzenia. W naszym zakładzie dysponujemy nie tylko nożem cybernetycznym, ale innymi wyjątkowymi, innowacyjnymi urządzeniami do leczenia promieniami. Na pewno, bez wsparcia finansowego dla szpitala, który chciał zakupić takie urządzenie, nie byłoby to możliwe, bo nie ukrywajmy, jest urządzenie bardzo drogie, zdecydowanie droższe niż zwykły przyspieszacz. Dlaczego jest ważne, żeby pacjent miał do takiego właśnie leczenia dostęp? Myślę, że jest to myśl naszych czasów. Dążymy do tego, żeby pacjenci byli leczeni na światowym poziomie w sposób taki, jaki dyktują nam aktualne doniesienia z najnowszych badań, aby pacjent wyleczony był człowiekiem zdrowym, a nie okaleczonym tym leczeniem, żeby po okresie rekonwalescencji i rehabilitacji mógł wrócić do życia lub te objawy leczenia nie były gorsze niż objawy samej choroby. Dlatego bez innowacyjności w leczeniu, bez poszukiwania takich, a nie innych technologii leczenia, jest to po prostu niemożliwe.
Radioterapia jest akurat dziedziną medycyny, dziedziną onkologii, która rozwija się niezwykle dynamicznie i wszystko w radioterapii można powiedzieć jest już innowacyjne i nowe. Nie ma już tej radioterapii, o której czasem jeszcze mówią nasi pacjenci, sprzed wielu, wielu lat, obawiając się tzw. poparzeń, znacznych skutków niepożądanych - tej radioterapii w Polsce już nie ma. W Polsce jest radioterapia tylko i wyłącznie Innowacyjna, nowoczesna, oparta o najnowocześniejsze systemy komputerowe. Wszyscy lekarze, radioterapeuci stosują się do najnowszych wytycznych, które mówią o tym, jaką technikę leczenia zastosować, aby pacjent mógł po prostu odzyskać zdrowie. Do tego dąży polska onkologia - aby pacjent żył długo po leczeniu i nie odczuwał negatywnych skutków tego leczenia.
źródło: Medicalpress
źródło: Medicalpress
Autor:
Redakcja MedicalPress