Bài viết Reflexion X1 – hệ thống gia tốc xạ trị theo hướng dẫn ảnh sinh học ba trong một trình bày cập nhật các tiến bộ khoa học kỹ thuật y tế mới nhất trên thế giới cho định hướng phát triển chuyên ngành Xạ trị & YHHN tại Việt Nam.
TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 520 - THÁNG 11 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2022 REFLEXION X1 – HỆ THỐNG GIA TỐC XẠ TRỊ THEO HƯỚNG DẪN ẢNH SINH HỌC BA TRONG MỘT Phạm Tiến Chung1, Hoàng Thị Hồng Vân2 TÓM TẮT 71 RefleXion X1 hệ thống xạ trị có hướng dẫn ảnh sinh học sử dụng tế bào ung thư để hướng dẫn việc phân phối xạ khối u di chuyển Đây bước tiến lớn quản lý chuyển động liên tục mục tiêu, giảm thể tích chiếu xạ giúp cho giảm độc tính tới tế bào lành xung quanh, để điều trị nhiều khối u, khối di song song phiên Bài báo nhằm mục đích cập nhật tiến khoa học kỹ thuật y tế giới cho định hướng phát triển chuyên ngành Xạ trị & YHHN Việt Nam SUMMARY REFLEXION X1 - THREE-IN - ONE BIOLOGY GUIDED RADIOTHERAPY SYSTEM RefleXion X1 is the first-in-class Biology guided Radiotherapy system to utilize the cancer itself to guide radiation delivery - even in tumors that are moving - envisioning a leap forward in the ongoing goal of managing motion, reducing margins and diminishing toxicity, so that one-day TS.BS Phó giám đốc Trung tâm Ung Bướu Bệnh viện Đa khoa tỉnh Phú Thọ ThS.KSVL Phó Trưởng Đơn vị Xạ trị & YHHN Bệnh viện Đa khoa tỉnh Phú Thọ Chịu trách nhiệm chính: Phạm Tiến Chung Email: ptchung68@gmail.com Ngày nhận bài: 25/9/2022 Ngày phản biện: 30/9/2022 Ngày chấp nhận đăng: 25/10/2022 multiple tumors can be treated in parallel during the same session This article aims to update the latest medical advances in the world for the development orientation of Radiotherapy & Nuclear medicine in Vietnam I ĐẶT VẤN ĐỀ Có hai trở ngại lớn xạ trị ung thư (UT) ngày Đầu tiên khối u di chuyển theo nhu động tự nhiên tạng tim, phổi, hệ tiêu hóa, tiết niệu, Điều có nghĩa xạ trị phải đáp ứng thách thức bắn trúng mục tiêu di động cách xác Trở ngại thứ hai mô lành nằm gần khối u có nguy tổn thương cao xạ khơng phân phối với độ xác đến milimet Để giải hai vấn đề này, cần kế hoạch thiết bị phức tạp để xác định vị trí điều trị khối u Do đó, bệnh nhân có nhiều khối u nhỏ nằm rải rác hay khối u di đến nhiều vị trí thể, lượng thời gian thiết bị cần thiết để điều trị tồn bệnh trở nên q nặng nề chí khơng thể RefleXion X1 hệ thống xạ trị có hướng dẫn ảnh sinh học sử dụng tế bào ung thư để hướng dẫn việc phân phối xạ - khối u di chuyển Đây bước tiến lớn quản lý chuyển động liên tục mục tiêu, giảm thể tích chiếu xạ giúp cho giảm độc tính tới tế bào lành xung quanh, để điều trị nhiều khối u/ khối di song song phiên 593 HỘI THẢO HÀNG NĂM PHỊNG CHỐNG UNG THƯ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LẦN THỨ 25 Bài báo nhằm mục đích cập nhật tiến khoa học kỹ thuật y tế giới cho định hướng phát triển chuyên ngành Xạ trị & YHHN Việt Nam II NHỮNG ƯU ĐIỂN CỦA HỆ THỐNG REFLEXION X1 Nền tảng RefleXion X1 thiết kế để cung cấp kỹ thuật xạ trị tiên tiến xạ trị điều biến liều (Intensity modulated radiotherapy- IMRT), xạ phẫu (stereotactic radiosurgery-SRS) xạ phẫu lập thể định vị thân ( Stereotactic body radiation therapySBRT) hướng dẫn ảnh CT[5] Đồng thời RefleXion X1 bổ sung kỹ thuật xạ trị theo hướng dẫn ảnh sinh học (Biology guided RadioTherapy- BgRT) phương thức hàng đầu Kết hợp hình ảnh phát xạ positron (Positron Emission Tomography- PET) với hình ảnh kVCT chùm tia quạt, RefleXion X1 giúp giảm thiểu rủi ro xạ trị tung địn mạnh vào khối u Hình So sánh hai kế hoạch xạ trị UT Amydal phải kỹ thuật IMRT sử dụng hệ thống máy Reflexion X1 (trái) máy TrueBeam (phải) – Hệ thống xạ trị tiên tiến Varian Hình ảnh phân bố đường đồng liều cho ta nhiều tổn thương phát triển thấy chất lượng tương đồng, chí chờ đến lượt điều trị lâu đường 25Gy, 35Gy kế hoạch Khác với việc sử dụng ảnh PET Reflexion X1 thu nhỏ hơn, giảm liều vào chụp từ trước để lập kế hoạch xạ trị cho tủy xương hàm, tuyến mang tai, [5] đợt điều trị dài ngày, RefleXion X1 phản hồi Thường bệnh nhân UT giai đoạn theo thời gian thực chùm tia xạ máy thường xạ trị/ phẫu thuật dứt điểm gia tốc tuyến tính (LINear ACcelerator mà phụ thuộc vào điều trị hóa chất hay LINAC) phát xạ PET, nguyên mô thức khác xạ tất tổn tắc BgRT, cho phép biên khối thương phiên kế hoạch u nhỏ tránh nhiều mơ khỏe mạnh phức tạp, lượng phóng xạ phân bố nhiều hơn, xạ lúc nhiều vị gây nên tác dụng phụ lớn; cịn xạ trị trí UT phiên xạ trị tổn thương số buổi xạ Thông thường bệnh nhân UT định xạ trị - 3Gy/ngày 10 - 25 buổi 594 TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 520 - THÁNG 11 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2022 xạ Nhưng với RefleXion X1, kết bao phủ chuyển động thể tích lập kế hoạch BgRT nhỏ 48,4% so với SBRT nên mô lành xung quanh bảo vệ tối đa, xạ tăng tốc với liều cao gần tương đương xạ phẫu, thường cần lần sử dụng PET cho buổi xạ để đạt tổng liều 50Gy, giúp bám sát theo thu nhỏ khối u, hạch di căn, di động tạng, đặc biệt bàng quang đầy vơi xạ trị UT tiền liệt tuyến Kết hợp xạ trị RefleXion X1 với phương pháp điều trị đa mơ thức hóa trị, điều trị miễn dịch, thuốc trúng đích, cải thiện kết điều trị UT giai đoạn nào, trí giai đoạn IV[4] Hình Hình ảnh so sánh PTV lập kế hoạch xạ trị UT phổi sử dụng kỹ thuật IMRT/ SBRT (trái) BgRT (phải) Với kỹ thuật BgRT, PTV thu nhỏ đáng kể, giúp bảo vệ mô lành xung quanh khối u III CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA REFLEXION X1 Hình Các modul CT, PET, LINAC tích hợp bên hệ thống RefleXion X1 595 HỘI THẢO HÀNG NĂM PHÒNG CHỐNG UNG THƯ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LẦN THỨ 25 3.1 Cấu tạo Hệ thống RefleXion X1 tích hợp máy chụp ảnh PET đầy đủ chức kết hợp với hệ thống kVCT chùm quạt tạo ảnh CT kiến trúc máy LINAC dạng vòng để xạ trị hướng dẫn sinh học (BgRT) Tất hệ thống gắn gantry dạng vòng, quay liên tục với tốc độ 60 vịng/phút, giúp cho X1 có kích thước gọn thân thiện (như máy CT) so với máy gia tốc tuyến tính Việc tích hợp PET vào khung LINAC yêu cầu tính thiết kế khác với máy PET chẩn đoán RefleXion X1 có hai vịng cung 90° đối lập chứa dãy SiPM detector quay tốc độ 60 vòng/phút, thu thập hàng chục nghìn tín hiệu phát xạ trùng phùng để tạo hình ảnh PET tái tạo lại, thay vịng trịn dãy detector tĩnh máy PET thông thường Để hiểu rõ hiệu suất X1-PET, kỹ sư tiến hành so sánh hình ảnh phantom thu hệ thống X1-PET máy PET/CT truyền thống Kết cho thấy hệ thống X1-PET tạo hình ảnh có chất lượng tương đương với máy PET/CT truyền thống[1] Bóng CT tạo chùm tia X hình quạt đối diện với 16 dãy kV detector, quay với tốc độ 60 vòng/phút tạo nên ảnh CT chất lượng cao hỗ trợ đắc lực cho kỹ thuật IMRT, SRT, SBRT BgRT Hệ thống gia tốc thu gọn G-force magnetron tối ưu hóa tạo chùm tia photon 6MV chùm electron 6MeV dạng xung không lọc phẳng Bên đầu LINAC chuẩn trực đa (MultiLeaf Collimator - MLC) có độ mở tối đa 40 x 40cm, gồm 64 cặp với tốc độ di chuyển 100 lần/giây cho phép đồng hóa với tần số xung LINAC, giúp định dạng chùm tia cực nhanh chuẩn theo hình thái khối u Đối diện với đầu LINAC đầu dò xạ cao (Megavotage detector) dạng phẳng, có tốc độ ghi hình cao, cơng cụ hữu hiệu để kiểm tra, giám sát chất lượng chùm LINAC, hoạt động MLC RefleXion X1 trang bị bàn điều trị hiệu chỉnh sai số định vị theo hướng, đồng thời thay đổi độ cao chuyển động tịnh tiến vào/ q trình xạ trị bàn PET/CT thơng thường Mặt bàn gắn thiết bị cố định bệnh nhân chuyên dụng có thị trường thiết bị cố định có Trung tâm Ung Bướu 3.2 Nguyên lý hoạt động Hình LINAC phát chùm tia xác đến vị trí đánh dấu PET (các nốt xanh dương) bác sỹ ung bướu xác nhận khối ung thư/ di thời gian thực 596 TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 520 - THÁNG 11 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2022 Các bước lập kế hoạch xạ trị thông thường bao gồm: Chụp ảnh CT mô phỏng, kết hợp hình ảnh chẩn đốn khác MRI, PET, để bác sỹ ung bướu xác định vị trí khối u cần xạ trị vẽ thể tích điều trị; kỹ sư sử dụng hệ thống lập kế hoạch để tính tốn phân phối liều xạ cho vị trí tổn thương Khi bác sỹ thơng qua kế hoạch khối u cách xác đến mm để phá hủy khối u Những thay đổi đáng kể phân phối sinh học FDG18 buổi xạ khối u thu nhỏ lại giúp phần mềm lập kế hoạch cập nhật điều chỉnh điều khiển LINAC phát chùm tia phù hợp với hình thái khối u để bảo sử dụng cho q trình điều trị dài ngày thay đổi theo đáp ứng khối u với trình điều trị Nhưng với xạ trị đáp ứng sinh học BgRT vệ mô lành xung quanh Hiện tại, RefleXion X1 chưa cục quản lý thuốc thực phẩm Mỹ (U.S Food & Drug Administration-FDA) thơng kế hoạch xạ trị gần thay đổi trước phiên xạ để phù hợp với hình thái khối u bảo tối đa tế bào lành xung quanh Nguyên lý hoạt động RefleXion X1 sau: Sau có kế hoạch xạ trị qua kỹ thuật BgRT nên chưa cơng bố đại chúng Nhưng có nhiều nghiên cứu so sánh hiệu thử nghiệm mẫu phantom cho loại bệnh UT giai đoạn khác thông qua từ ngày trước (có thơng tin vị trí/ hình thái u, liều xạ, tổng thời gian phiên xạ trị, ), trước phiên xạ trị người bệnh tiêm lượng dược chất phóng xạ FDG18 vừa đủ để trì phát xạ gamma liên tục thời gian tính tốn Bản thân tế bào ung thư hấp thụ đồng vị phóng xạ đánh dấu phát tia gamma cách nhanh chóng liên tục Hai kế hoạch BgRT khác tạo với định 50Gy/5 phân liều cho hai mẫu hấp thu FDG18 đồng không đồng riêng biệt Chất lượng kế hoạch xạ trị đánh giá dựa mức độ bao phủ thể tích lập kế hoạch (Planning Target Volume-PTV) Các kế hoạch BgRT cho mục tiêu hấp thu FDG đồng không đồng tạo thành cơng báo hiệu vị trí khối u chuyển động Các vịng cung SiPM detector đối xứng máy RefleXion X1 quay liên tục để phát tín hiệu trùng phùng này, LINAC sử dụng thơng tin vị trí đó, đối chiếu tương quan với vị trí khối u kế hoạch, cung cấp chùm xạ với liều lượng theo kế hoạch tới Liều phân phối trung bình 94,2% 96,3% PTV1 PTV2[3] Ba mẫu có hai tổn thương phổi đồng thời với kích thước tối đa 5cm lập 02 kế hoạch tâm điểm hai tâm điểm với hệ thống lập kế hoạch điều trị RefleXion X1 Liều điều trị phù hợp với tiêu chí AAPM TG101 (50Gy/5 phân liều) lập kế 597 HỘI THẢO HÀNG NĂM PHỊNG CHỐNG UNG THƯ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LẦN THỨ 25 hoạch cho 95% PTVsẽ nhận 95% liều định Trong kế hoạch tâm, isocenter đặt hai tổn thương, kế hoạch hai tâm khoanh vùng isocenter mục tiêu với giới hạn hướng IEC-X để tránh va chạm bàn điều trị vòng gantry Với RefleXion X1, suất liều đặt 850MU/phút, khác biệt tổng thời gian phát tia hai kế hoạch khoảng 33 giây Tuy nhiên, thời gian thiết lập cho tâm điểm thứ hai kế hoạch hai tâm kéo dài tổng thời gian điều trị[2] IV KẾT LUẬN RefleXion X1 giúp cải thiện chất lượng điều trị bệnh nhân UT giai đoạn cuối cách nâng cao vai trò xạ trị điều trị đa mô thức Hỗ trợ ổn định bệnh cách tiêu diệt đồng thời khối u khối di Bên cạnh sử dụng RefleXion X1 cho chuyên khoa YHHN, Chẩn đốn hình ảnh để tăng hiệu đầu tư sử dụng thiết bị Đây hướng cho Trung tâm Ung Bướu tương lai 598 TÀI LIỆU THAM KHẢO M.Surucu, D.T.Chang Comparison of a First-in-Class LINAC-Integrated PET System and a Diagnostic PET/CT Scanner DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2021.07.1411 O.M.Oderinde, S.Tian Dosimetric Comparison of Single-Isocenter and Multiple-Isocenter Techniques for TwoLesion Lung SBRT using the RefleXion High-Speed Ring-Gantry system DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2021.07.582 M.Surucu, D.T.Chang Initial evaluation of Biology-Guided Radiotherapy (BgRT) plans generated using PET acquired on the First Installation of new system DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2021.07.1412 M Narayanan, D.Zaks Physical validation of Biology-Guided Radiotherapy for delivering a tracked dose distribution to a Moving PET-Avid Target DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2021.07.078 Daniel Pham, D.T.Chang IMRT and SBRT Treatment Planning Study for the First clinical Biology-Guided Radiotherapy system DOI: https://doi.org/10.1177/15330338221100231 ... chụp ảnh PET đầy đủ chức kết hợp với hệ thống kVCT chùm quạt tạo ảnh CT kiến trúc máy LINAC dạng vòng để xạ trị hướng dẫn sinh học (BgRT) Tất hệ thống gắn gantry dạng vòng, quay liên tục với tốc. .. dẫn ảnh CT[5] Đồng thời RefleXion X1 bổ sung kỹ thuật xạ trị theo hướng dẫn ảnh sinh học (Biology guided RadioTherapy- BgRT) phương thức hàng đầu Kết hợp hình ảnh phát xạ positron (Positron Emission... vơi xạ trị UT tiền liệt tuyến Kết hợp xạ trị RefleXion X1 với phương pháp điều trị đa mô thức hóa trị, điều trị miễn dịch, thuốc trúng đích, cải thiện kết điều trị UT giai đoạn nào, trí giai