Лечение с помощью внешнего лучевого облучения уже давно превращается в уникальную форму опухолей пациентов для индивидуального лечения рака. Технология, обеспечивающая средства индивидуальной радионуклидной лекарственной терапии, не стандартизирована, поскольку она ограничивается программным обеспечением, которое требует от онкологов вручную определять области опухолей. Новая «фантомная» модель человеческого тела, которую можно деформировать и преобразовать в соответствии с анатомией за считанные часы с помощью программного обеспечения для трехмерного графического дизайна, сочетается с прецизионным методом прогнозирования взаимодействия радионуклидной терапии с тканями для определения наиболее эффективного рака. -смертельная доза для каждого пациента.
«Универсальная терапия не оптимальна для пациентов, которые могут получать индивидуальное лечение рака», – сказала Сьюзан Кост, доктор медицины, главный автор исследования из Университета Вандербильта в Нэшвилле, штат Теннесси. «Благодаря индивидуальному моделированию пациентов у нас есть возможность предложить более агрессивную радионуклидную терапию. Знание кинетики и анатомии препарата пациента означает, что мы можем дать максимально возможную дозу, минимизируя воздействие на нормальные ткани.”
Технология геометрического дизайна, используемая для этих антропоморфных моделей, созданная Полом Сегарсом, доктором философии из Университета Дьюка, называется NURBS (неоднородные рациональные b-сплайны). С помощью NURBS анатомические объемы, полученные на основе данных компьютерной томографии органов и частей тела пациентов, моделируются, вращаются и масштабируются для создания модели в течение одного-двух часов. После создания модели ее используют для планирования лечения в сочетании с однофотонной эмиссионной компьютерной томографией или позитронно-эмиссионной томографией, которые, в большинстве случаев, используют нетерапевтические средства визуализации для имитации терапевтической радиоактивности в организме. Это позволяет врачам экстраполировать точную дозу, процесс, называемый дозиметрией, с помощью трехмерной карты, представляющей прогнозируемое поглощение дозы.
Обычно дозиметрия выполняется путем определения структуры и объема опухолей вручную в трехмерных компьютерных программах, что известно как сегментация опухоли. Однако этот метод может быть трудоемким и не может предоставить информацию о дозах для нормальной ткани. В этом исследовании модели NURBS для конкретных пациентов служат входными данными в автоматизированных дозиметрических расчетах для анализа анатомических данных и кинетики радиофармпрепаратов для радиоиммунотерапии I-131, в частности, для изучения распределения радиоактивных частиц в организме, когда они ищут физиологические процессы в раковых клетках и ткани. В действии моноклональные антитела, адаптированные к опухолям, помечаются мощной дозой радиоизотопа, и вместе они связываются с рецепторами на поверхности раковых клеток, эффективно убивая их и сохраняя близлежащие здоровые клетки.
«В этом исследовании ядерная медицина сочетается с дистанционной лучевой терапией», – добавил Кост. “Теперь каждый пациент может получить свой собственный план лечения, что приведет к улучшенным результатам, увеличению выживаемости и меньшей токсичности и вреду для нормальных тканей организма.”
Фантомные модели NURBS в настоящее время доступны для клинического использования, и Кост ожидает, что инструментарий моделирования будет использован в последующих клинических испытаниях, проводимых Университетом Вандербильта для лечения радионуклидов пептидных рецепторов, нацеленных на опухоль. Коммерчески жизнеспособная версия дозиметрического программного обеспечения планируется выпустить в другие онкологические центры где-то в следующем году.