Forskare vid North Carolina State University har utvecklat en matematisk modell för beräkning av strålterapibehandlingar som väsentligt kan minska patientens biverkningar samtidigt som de ger samma resultat som konventionell strålbehandling.
Cancerpatienter som får strålbehandling för att förstöra sina tumörer ges en total dos strålning uppdelad i flera lika behandlingar som levereras över dagar eller veckor. Detta beror på något som kallas fraktioneringseffekten:strålningsinducerad cellskada är lägre om samma fysiska dos avges i flera fraktioner, eftersom det gör att friska celler kan återhämta sig mellan behandlingarna. Nuvarande kliniska protokoll föreskriver att patienter får samma dos under varje behandlingstillfälle, varje dag.
Men måste doserna vara desamma varje dag? "Olika doser, noggrant planerad för att minimera biverkningar, kan vara lika effektivt, "säger Dávid Papp, biträdande professor i matematik vid NC State University. "Dock, omfattningen av denna förmån har aldrig bedömts. De algoritmer vi använder nu för att bestämma de bästa personliga behandlingarna fungerar inte när vi beräknar behandlingar med olika dosfördelningar i olika fraktioner. "
Papp bestämde sig för att utveckla och testa en så kallad "spatiotemporal fraktionering" -metod som skulle minska strålningsdosen till frisk vävnad och samtidigt bibehålla effektiviteten mot tumören. I en proof-of-concept studie, Papp testade planen mot modellskivor av fem olika levertumörer, var och en representerar en unik tumörstorlek eller plats för att möjliggöra jämförelser med faktiska kliniska behandlingar.
"Vi ville se vad de kvantitativa fördelarna med ett sådant nytt protokoll skulle vara, "säger Papp." Hur mycket kan du minska strålningens effekt på levern samtidigt som du ser till att tumören får en konsekvent och effektiv dos? En minskning med 20 procent skulle minska biverkningarna tillräckligt för att motivera en förändring av daglig klinisk praxis. "
Papps modell minskade leverdosen med 13 till 35 procent utan att kompromissa med andra kliniska mål. Han har påbörjat arbetet med att förfina modellen för att göra den mer robust, med sikte på in vivo -test.
"Konventionella strålbehandlingar uppnår inte nödvändigtvis maximal nytta, "Papp säger." Vårt protokoll, genom att leverera en hög enfraktionsdos till delar av tumören under varje fraktion och en konsekvent lägre dos till levern och annan frisk vävnad, kan minska patientens biverkningar avsevärt samtidigt som den bibehåller samma effektivitet som konventionella behandlingar. "
Forskningen visas i Fysik i medicin och biologi . Papp är motsvarande författare.
