שיפור של סימולציה וירטואלית הוא טיפול בקרינה קונפורמית תלת ממדית (3DCRT) בה מעוצב הפרופיל של כל קרן קרינה כך שיתאים לפרופיל המטרה באמצעות קולימטור רב שכבתי (multileaf collimator-MLC) ומספר משתנה של קרינות. כאשר נפח הטיפול תואם את צורת הגידול, מופחתת הרעילות של הקרינה לרקמות הבריאות שמסביב לגידול, ומאפשרת העברת קרינה גבוהה יותר לגידול מאשר טכניקות אחרות.
קרינה מיינת בעלת עוצמה מאופננת.
קרינה מיינת בעלת עוצמה מאופננת (Intensity-modulated radiation therapy –IMRT) היא סוג מתקדם של קרינה בעלת דיוק גבוה שהוא הדור הבא של 3DCRT. IMRT משפר גם את היכולת להתאים את נפח הטיפול לצורות גידול קעורות, למשל כאשר הגידול נכרך סביב מבנה פגיע כמו חוט השדרה, איבר ראשי או כלי דם. בדומה לקרינה תואמת תלת-ממדית, קרני הקרינה מכוונות לגידול מכמה כיוונים.
בטכניקת IMRT משתמשים בקרינות קטנות רבות יותר מאשר בקונפורמט תלת ממדי (3DCRT) וניתן לשנות את חוזק הקרינות באזורים מסוימים על מנת לתת מינונים גבוהים יותר לחלקים מסוימים של הגידול.
טיפול בהקרנות מונחה תמונה.
טיפול בהקרנות מונחה תמונה (Image-guided radiation therapy –IGRT) הוא סוג של-IMRT. מורכב ממערך של טכנולוגיות הדמיה המיועדות לשפר את לוקליזציית הגידול והכנת המטופל. במהלך הטיפול מתבצע סריקות חוזרות כמו סריקות CT, MRI או PET. סריקות אלה מעובדות על ידי מחשבים כדי לאתר שינויים בגודל ובמיקום הגידול. ההדמיות החוזרות מאפשרות הבחנה בשינויים בגודל ובמיקום הגידול. התאמות אלה יכולות לשפר את דיוק הטיפול ולעזור בהגנה על רקמות בריאות.
טיפול טומותרפיה-הלילי.
טיפול טומותרפיה-הלילי (Helical-tomotherapy) הוא סוג של IMRT המשתמש במכונה שהיא שילוב של סורק CT ומכונת קרינה חיצונית. לצורך טיפול זה מכונת הקרינה מעבירה לגידול הרבה קרני קרינה קטנים מזוויות שונות בגוף. עשוי לאפשר לקרינה להיות ממוקדת אפילו יותר.
קרינה סטראוטקטית.
קרינה סטראוטקטית (Stereotactic radiation) היא סוג מיוחד של טיפול בקרינה חיצונית. בה משתמשים בקרינה ממוקדת המועברת לכיוון גידול מוגדר היטב תוך שימוש בסריקות הדמיה מפורטות במיוחד. אונקולוגי קרינה מבצעים טיפולים סטראוטקטיים, לרוב בעזרת נוירוכירורג לגידולים במוח או בעמוד השדרה.
ישנם שני סוגים של קרינה סטראוטיפטית:
טיפול קרינה מסוג ברכיתרפיה.
הוא הטיפול הקרינתי הראשון שניתן בתולדות הקרינה, לפני יותר ממאה שנים. בטיפול מסוג זה משתמשים באיזוטופים רדיואקטיביים אטומים בתוך כדורים זעירים מונחים בגוף החולים באמצעות נשאים בצורות מחטים או צינורות רפואיים. מכיוון שאיזוטופים אלה מתפרקים באופן טבעי, הם מפיצים קרינה הפוגעת בתאי סרטן השכנים.
העיקרון הפיזיקאלי המרכזי עליו מבוססת שיטת קרינה זו ידוע כ- law square Inverse (חוק ריבוע המרחק ההפוך). כלומר, דעיכת מנת הקרינה נמצאת ביחס הפוך לריבוע המרחק ממקור הקרינה, ולכן סמוך למקור תתקבל מנת קרינה גבוהה, אולם כבר במרחק של סנטימטרים בודדים ממנו, מנת הקרינה תהיה קלושה.
סוג זה של טיפול עשוי לספק מינון גבוה יותר של קרינה לצורות מסוימות של סרטן מאשר טיפול בקרינות חיצוניות תוך גרימת פחות נזק לרקמות הבריאות. יכול לשמש לדוגמה כטיפול לסרטן הראש והצוואר, השד, צוואר הרחם, הערמונית והעין.
ישנן מספר שיטות למתן ברכיתרפיה:
המאפיינים המרכזיים החשובים בבחירה של מקור רדיואקטיבי לטיפול ברכיתרפי הם: זמן מחצית החיים שלו (למשל השתלה קבועה - זמן חיים קצר יחסית), תכונות פיזיקאליות של החומר ואספקטים של בטיחות קרינה.
קיימות שתי טכניקות למתן ברכיתרפיה:
ניתן לתת טיפול ברכיתרפי בקצב מינון גבוה או נמוך, כאשר במינון נמוך השתל מוציא קרינה לאורך תקופה ארוכה יותר. כיום יש נטייה גוברת לעבור למתן טיפולים בגישת בקצב מינון גבוה.
טיפול רדיו-איזוטופי מערכתי.
טיפול קרינתי מערכתי (Unsealed source radiotherapy או Systemic radioisotope therapy) נחשב לשיטת טיפול הנופלת בדרך כלל בתחום הרפואה הגרעינית. מקורות הקרינה הניתנים לחולים הם דרך הפה או באמצעות הזרקה, כאשר פעולת הקרינה מרוכזת באיבר הלא תקין לעומת חלקי הגוף הבריאים הנחשפים בו זמנית לקרינה אך ברמות נמוכות. ישנם סוגים שונים של חומרים רדיואקטיביים, רדיונוקליד כמו יוד - 131 ( I31), וזרחן-32 (P32) המרוכז בבלוטת התריס או ברקמה המטופואית.
רדיו-פרמצבטיקה היא סוג של קרינה המשתמשת בנוגדן מסומן, בו הרדיונוקליד מורכבת ממולקולות נשא, אשר תפקידן העיקרי הוא העברת מקור הקרינה ברקמה הייעודית, תוך ריכוז ושמירה על הרדיואקטיביות. תכונות החומרים הרדיואקטיביים מאפשרות להם להישאר ברקמה ולפלוט מספיק קרינה הרסנית לרפוי ההפרעה. זמן מחצית החיים של הרדיונוקליד הוא בדרך כלל ימים עד שבועות, והפליטות הן בדרך כלל חלקיקים מסוג ביטא, אלפא או אוגר, מבניהם חלקיקי ביטא נמצאות יותר בשימוש קליני, כאשר אלקטרוני אלפא ואוגר נמצאו כיותר הרסניים.
לכל סוג של חלקיקים יש טווח, מרחק אפקטיביות ויעילות ביולוגית מסוימת, והבחירה ברדיונוקליד מסוים מבוססת על הדברים הבאים: תכונות פיזיקליות וכימיות של הרדיונוקליד, שיטות ייצור והתנהגות ביולוגית.
חלקיקי ביטא: חלקיקי ביטא נמצאו כיעילות ביותר מבחינה קלינית לכן כיום הן יותר בשימוש. חלקיקי ביטא מקרינות לרקמות בטווח ארוך של 0.1 עד 10 מ"מ, כאשר האלקטרונים עם האנרגיה הגבוהה יותר נעות הלאה
חלקיקי אלפא: חלקיקים הטעונים באופן חיובי במסה ובמטען השווה לגרעין ההליום ופליטתם מובילה לגרעין בת עם 2 פחות פרוטונים ו-2 פחות נייטרונים. לחלקיקים יש אנרגיית הנעה בין 5 עד 9 MeV המתאימים ברקמות שקוטרם נע גם כן בין ערכים אלו. החלקיקים נעים בקווים ישרים 80–100 keV והמהירות עולה עד 300 kEv כאשר מגיעים לסוף הרקמה המוקרנת. לחלקיקי אלפא יש אנרגיית העברה ליניארית גבוהה, והם מועילים פוטנציאליים, עם זאת קשה מאוד למדוד אותם והם דורשים טיפול מיוחד, לכן אינם בשימוש נרחב.
Auger electron emitters: סוג אלקטרונים עם רמת אנרגיה נמוכה, נפלטים על ידי איזוטופים שמתפרקים על ידי לכידת אלקטרונים או המרה פנימית בהתפרקותם. בכל פליטה כזו נפלטים אלקטרונים בעלי אנרגיה נמוכה מאוד וטווח קצר, תכונות אלו מולידים צפיפות אנרגיה גבוהה מאוד באזור הספציפי, הגורמת לקליטת קרינה במינון מאוד גבוה באזור המטרה. הרעילות הביולוגית הגבוהה והפוטנציאל הטיפולי הניכר קשורות בעיקר לצפיפות היינון הגבוהה הנוצרת ברקמה הביולוגית.
טיפול בהקרנות תוך ניתוחי.
בטיפול בהקרנות תוך ניתוחי (Intraoperative radiotherapy – IORT) המטופל עובר ניתוח תוך כדי חשיפתו לרמות שונות של קרינה באזור בו התפתח גידול סרטני. להקרנות מסוג זה יש פוטנציאל מאוד גבוה להפחית את הזמן והמשאבים הנדרשים לטיפול בסרט השד, כאשר ההקרנה ניתנת מיד לאחר החתך הכירורגי. המכשיר מורכב ממקור רנטגן נייד קומפקטי עם פוטנציאל מואץ של 50 kvp, כמו גם מוליכים כדוריים כדי לספק קרינה לטווח קצר וישירות מבפנים לאזור הגידול. תכונות אלו זכו להפחית את תופעות הלוואי האפשריות בעקבות ההקרנות, תוך הפחתה גם כן בדרישות ההגנה, אך ישנו צורך בשליטה ובקרה על איכות הטיפול הניתן.
טיפול בהקרנות נשימה עמוקה.
טיפול בהקרנות נשימה עמוקה (Deep inspiration breath-hold – DIBH) נשימת נשימה עמוקה היא שיטה של אספקת הקרנות תוך הגבלת חשיפה לקרינה לאזור הלב והריאות. משתמשים בשיטת טיפול זו בעיקר לטיפול בסרטן השד השמאלי. והטכניקה כוללת עצירת נשימות של המטופל במהלך הטיפול. ישנן 2 שיטות בסיסיות לטיפול:
טכניקה.
מנגנון.
קרינה מביאה לאפקט טיפולי דרך פגיעה ב-DNA של תא סרטני, אשר נגרם על ידי אנרגיה משני סוגים, פוטון או חלקיק טעון, שגורמת ליינון ישיר או בלתי ישיר לגרעינים שמרכיבים את ה-DNA. יינון בלתי ישיר קורה דרך יינון מים, מה שמייצר רדיקלים חופשיים כמו hydroxyl radicals שמזיקים ל-DNA.
בטיפולי פוטון, רוב האפקט הקרינתי הוא מרדיקלים חופשיים; לתאים יש מנגנון תיקון גם ל-DNA חד-גדילי וגם ל-DNA דו-גדילי, אך נזק ב-DNA דו-גדילי קשה יותר לתיקון, ועלול לגרום למחלות כרומוזומליות ומחיקות גנטיות, ומעלה את הסיכוי למוות של התאים. תא סרטני מתאפיין בהתמיינות פחותה ובתכונות של stem cell-like; הם מיוצרים בקצב יותר גבוה מרוב התאים שעברו התמיינות, ויש להם יכולת פחותה לתקן נזק שאינו קטלני. נזק ב-DNA חד-גדילי מועבר דרך חלוקת תאים, מה שגורם לו להצטבר, ומביא למוות של התאים או להתרבות איטית.
אחת המוגבלויות העיקריות של טיפול בקרינה היא שלתאים של גידול מוצק אין מספיק חמצן. גידול מוצק עלול לגדול בקצב יותר מהיר מקצב ההזנה הדמית, מה שגורם להיפוקסיה, כלומר ריכוז חמצן נמוך. חמצן מגביר את השפעת הקרינה ועל כן מייעל את הטיפול הקרניתי על ידי ייצור יותר רדיקלים חופשיים. תאים שנמצאים באווירה היפוקסית עלולים להיות עמידים פי 2–3 בפני קרינה מאשר תאים שנמצאים בתווך עם ריכוז חמצן רגיל. רוב המחקרים שנשעו בתחום מנסים להתגבר על ההיפוקסיה דרך מספר שיטות, כולל שימוש בתאים עם לחץ חמצן גבוה, טיפול היפר-תרמי (טיפול בחום שמרחיב כלי דם בגידול), מרכיבי דם נשאים לחמצן, חומרים המגבירים את הרגישות לקרינה בתא ההיפוקסי כמו misonidazole ו-metronidazole, או ציטו-טוקסין היפוקסי כמו tirapazamine. ישנן גישות מחקריות חדשניות שנמצאות תחת ניסויים, בין היתר מחקרים קליניים ותת-קליניים שמשתמשים בהם במרכיב שהוא oxygen diffusion-enhancing כמו trans sodium crocetinate (TSC).