Forbedring af in vivo dosimetri teknikker for brachyterapi

Ph.d.-studerende Peter Georgi, Aarhus Universitetshospital

Brachyterapi er en strålebehandlingsteknik, som i Danmark benyttes til livmoderhalskræft og prostatakræft sammen med f.eks. ekstern stråling. I brachyterapi leveres strålingen via små radioaktive kilder, der gennem tynde nåle ledes ind til tumoren. På den måde sikres en meget præcis afsætning af stråling, der i høj grad beskadiger sygt væv men skåner raskt. Dog medfører dette at strålingsfordelingen er meget sensitiv overfor nålenes placering. Trods en generel høj patientsikkerhed under brachyterapi, er fejl ikke uundgåelige. Den hyppigste fejl er uoverensstemmelse mellem nålenes forventede og reelle position, hvilket resulterer i en ikke optimal fordeling af stråledosis i patienten. I modsætning til en række andre former for strålebehandlinger bliver brachyterapi ikke rutinemæssigt overvåget mens behandlingen finder sted. Dette skyldes, at der er en mangel på kommercielle dosimetrisystemer til rådighed.

Aarhus Universitets Hospital har sammen med MD Andersson Cancer Center, Houston USA udviklet et dosimetrisystem til brug ved brachyterapi.  Systemet er baseret på en lille detektor som placeres inde i tumoren i en ekstra nål ud over dem, der bruges til selve behandlingen. Detektoren består af en krystal (0.5mmX0.5mmX1mm), der udsender lys når den rammes af stråling. Dosisraten, i punktet hvor detektoren er placeret, kan så monitoreres i form af intensiteten af dette lys. Opstår uoverensstemmelser mellem den forventede og reelle dosis i punktet, kan det kliniske personale handle derefter. Derudover kan målingerne bruges til at rekonstruere kildens position relativt til detektoren, hvilket muliggør præcise beregninger af stråledosis til tumoren og omkringliggende organer. Selv hvis der ikke opstår komplikationer under behandling, er disse data brugbare til senere analyse og optimering af brachyterapi.

Formålet med dette ph.d.-projekt er at øge brugbarheden og tilgængeligheden af detektorsystemet. Systemet er i øjeblikket uafhængigt af behandlingsudstyret, og skal derfor implementeres og opereres separat, hvilket gør monitorering af dosis kompleks. Dette kan ændres ved at integrere en modificeret udgave af detektorsystemet i det behandlingsudstyr, der kontrollerer den radioaktive kilde. Derved opnår man et samlet system, der både monitorer og leverer stråledosis. Den modificerede detektor vil udover måling af dosisrate, også give mere brugbar information til dosisrekonstruktion ved at monitorere sin relative position i nålen hvor den er placeret.

Sideløbende vil ph.d.-projektet undersøge brugen af lignende detektorer til kvalitetssikring af elektronisk brachyterapi, for hvilket der er en mangel på præcise og standardiserede kvalitetssikringsmetoder. I elektronisk brachyterapi leveres røntgenstråling via en lille accelerator, der producerer meget lav-energisk stråling. Detektorens præcision og egenskaber vil blive karakteriseret, og en metode til kvalitetssikring af elektroniske brachyterapi-kilder udviklet. Denne del af projektet er direkte forbundet til det internationale EU-støttede projekt PRISM-eBT.