Kombinationsteknik kan förbättra tumörbehandling

Den mest avancerade strålbehandlingen som idag används rutinmässigt vid många sjukhus i västvärlden och ett fåtal sjukhus i Sverige (Norrlands universitetssjukhus och Sahlgrenska univeristetssjukhuset) är intensitetsmodulerad strålbehandling med röntgen-/fotonstrålar (IMXT). Denna teknik ger stora möjligheter att minska graden av biverkningar hos patienterna samtidigt som tumören kan behandlas effektivt. På grund av komplexiteten i behandlingen finns det naturligtvis också problem att ta hänsyn till. Ett exempel är att IMXT innebär att man sprider ut en låg stråldos i en större volym av patienten än vid sedvanlig behandling. Detta kan framför allt hos barn innebära en ökad risk för nya, strålningsorsakade, tumörer senare i livet. Att använda elektronstrålning skulle kunna minska denna dos. Elektroner är dock ofta inte lämpliga vid djupt liggande tumörer eftersom de har begränsad genomtränglighet i kroppsvävnad. Genom kombinerad elektron- och fotonstrålning skulle däremot fördelningen av stråldosen i kroppen kunna förbättras jämfört med strålningstyperna var för sig. Ett hinder för rutinmässigt bruk av elektronstrålning är att det saknas dosplaneringssystem som kan optimera elektronbehandling på liknande sätt som IMXT-behandling. Protoner ger i och för sig ännu bättre precision och djupare genomträngning än elektroner och skulle därför lämpa sig bättre för avancerad strålbehandling. Denna teknik finns dock ännu bara på ett fåtal centra i världen och i några fall kan elektronstrålning därför vara en godtagbar ersättning. Det är dock ett starkt önskemål att kunna erbjuda sådan behandling i större omfattning.

Avhandlingen presenterar dels ett laboratorieexperiment som simulerar en tumör under strålbehandling, dels en dosplaneringsstudie som jämför kombinerad elektron- och fotonstrålning av en komplicerad tumör med motsvarande behandling med IMXT-teknik. I nästa steg används en forskningsversion av en apparat för optimering av elektronstrålning. Målet var att utveckla en metod att låta datorn genomföra de tunga beräkningarna för att finna en optimal behandlingsplan och sedan omsätta resultatet i en behandling som kan ges till patienter. Slutligen studerades med hjälp av datorsimuleringar olika behandlingsmetoder för behandling av en speciell typ av hjärntumörer hos barn (medulloblastom) med speciell hänsyn till risken för strålningsorsakade tumörer senare i livet. Slutsatsen är att tekniken med kombinerad elektron- och fotonstrålning erbjuder bättre möjligheter att behandla djupt liggande tumörer. I jämförelse med IMXT kan behandlingstiden och den totala dosen minskas. Kombinationstekniken skulle kunna förbättras ytterligare med tillgång till automatisk optimering av elektronstrålningen. Avhandlingens resultat antyder att det kan vara möjligt och att man med relativt enkla metoder kan utveckla en behandlingsplan med bättre dosfördelning.

När det gäller risken för sena strålningsbiverkningar – som är särskilt stor vid behandling av barn med cancer – konstateras att stråldosen utanför tumörområdet bör begränsas så långt det är möjligt. Resultaten i avhandlingen visar att protonstrålning innebär en mycket liten risk för patienten medan elektronstrålning har vissa fördelar jämförd med olika former av fotonteknik. Alla tre strålningstyperna har likvärdiga effekter på tumören.

Xiangkui Mu är doktorand vid enheten för onkologi, tel. 070-586 87 26, e-post xiangkui.mu@onkologi.umu.se

Avhandlingen läggs fram vid Inst. för strålningsvetenskaper, onkologi, och har titeln Clinical application of intensity and energy modulated radiotherapy with photon and electron beams.
Disputationen äger rum kl. 10.00 i Sal 244 (Lionssalen), by 7, NUS.
Fakultetsopponent är doc. Erik Blomqvist, Akademiska sjukhuset, Uppsala.