Three-dimensional conformal X-ray therapy of knee osteoarthritis: radiobiological prerequisites and analysis of dose distribution

Full Text

Обоснование. Остеоартрит (ОА) ― наиболее частая патология суставов из всех заболеваний ревматологического профиля. Стандартное медикаментозное лечение не всегда позволяет купировать болевой синдром. К альтернативным методам лечения болевого синдрома при ОА можно отнести ортовольтную рентгенотерапию (ОВРТ), применяемую с 1970-х годов. В литературе указано, что лучевая терапия по поводу ОА безопасна [1, 2]. Исследования последних лет показали, что лучевое воздействие в разовых дозах менее 1 Гр может сопровождаться усилением биологических эффектов [3, 4]. Объём облучения области патологических изменений в суставе, вызывающих болевой синдром, при ОВРТ неконформен, что приводит к облучению рядом расположенных нормальных тканей вокруг сустава. Энергия излучения при ОВРТ не превышает 250 кэВ, в связи с чем возрастает лучевая нагрузка на кожу. Согласно рекомендациям Международной комиссии по радиационным единицам и измерениям (МКРЕ), медицинское облучение пациентов должно проводиться с минимальным объёмом [5].

Цель ― изложить методику планирования облучения пациентов с гонартритом и сравнить её по дозиметрическим критериям с ОВРТ.

Методы. Сравнение планов распределения дозы ортовольтного пучка проводили по двухмерному аксиальному плану в области изоцентра для энергии 200 кВ с двух тангенциальных полей и мегавольтного пучка энергией 6 МэВ для трёхмерной конформной методики облучения с использованием 3- и 6-польной изоцентрических методик облучения. Для описания объёмов облучения применяли концепции CTV (clinical target volume) и PTV (planning target volume). Для детальной оценки объёмного распределения дозы оконтуривали раздельно кости, образующие коленный сустав: 1) дистальный метаэпифиз бедра; 2) проксимальный метаэпифиз большеберцовой кости; 3) надколенник; 4) суставную полость тибиофеморального сочленения (мениски, крестообразные связки, суставные хрящи бедра и большеберцовой кости, синовиальная оболочка); 5) суставную щель пателлофеморального сочленения (задняя поверхность надколенника, хрящ надколенника, синовиальная оболочка); 6) подколенную анатомическую область, ограниченную сверху сухожилиями двуглавой мышцы бедра (снаружи) и полуперепончатой и полусухожильной мышцами (изнутри); снизу её ограничивают головки икроножной мышцы снизу с содержащимися в ней подколенными сосудами с их ветвями. В клинический объём облучения включали анатомические зоны, которые могут быть вовлечены в воспалительный процесс ― оконтуренные зоны 1–5. Зону 6 определили как область риска. Отступ на PTV определили в 3 мм. Сравнение планов ортовольтного и трёхмерного конформного облучения проводили по количественным и качественным признакам.

Результаты. Применение 6-польной методики позволяет достигнуть распределения 95% дозы на 93% объёма, а 90% планируемой дозы 45 сГр покрывает 97% объёма PTV. Средняя доза на кожу и сосудисто-нервный пучок на курс ― 150 и 240 сГр соответственно. Средняя доза облучения за курс в критических анатомических областях составляет 280 и 150 сГр. При непрямом сравнении планов ОВРТ и 3D-конформной лучевой терапии при распределении дозы ортовольтного пучка в аксиальной плоскости в сравнении с дозными распределениями для конформных методик облучения можно считать, что покрытие мишени для сравниваемых методик аналогично. В целом, с ограничениями, можно считать, что покрытие мишени для сравниваемых методик аналогично.

Заключение. Методика трёхмерного конформного облучения коленного сустава при ОА с прогрессирующим болевым синдромом может потенциально привести к увеличению противоболевого эффекта за счёт большего покрытия дозой костных элементов сустава, являющихся потенциальным источником боли. Трёхмерная конформная радиотерапия мегавольтным пучком позволяет в 2,5 раза уменьшить лучевую нагрузку на кожу, что может снизить частоту отсроченных неблагоприятных эффектов.

About the authors

M. V. Makarova

Northern State Medical University

Author for correspondence.
Email: mtim10@gmail.com
Russian Federation, Arkhangelsk

D. Yu. Tretyakov

Arkhangelsk Clinical Oncological Dispensary

Email: mtim10@gmail.com
Russian Federation, Arkhangelsk

M. Yu. Valkov

Northern State Medical University; Arkhangelsk Clinical Oncological Dispensary

Email: mtim10@gmail.com
Russian Federation, Arkhangelsk; Arkhangelsk

References

Supplementary files