Impact of PET in the Radiation Therapy Planning for Pediatric Cancer

Abstract: I Sverige drabbas omkring 300 barn av cancer varje år och majoriteten av dem är bara fyra-fem år gamla när de får sin diagnos. Omkring två tredjedelar av barncancerdiagnoserna utgörs av leukemier, lymfom och hjärntumörer, medan den sista tredjedelen är olika solida tumörformer som njurtumörer och nervvävnadstumörer i buken. Cancersjukvårdens utveckling under de senaste årtiondena har medfört en avsevärt förbättrad prognos för flertalet cancerdiagnoser. Ungefär tre fjärdedelar av barncancerpatienterna blir idag helt botade. De främsta behandlingsmetoderna är kirurgi, kemoterapi (cellgifter) och strålbehandling och de kan kombineras på olika sätt. I Sverige strålbehandlas ungefär hälften av alla cancerpatienter, och cirka en tredjedel av barncancerpatienterna, någon gång under sin sjukdomstid. Strålbehandlingen går ut på att en viss stråldos levereras till en specifik målvolym, som oftast utgörs av själva tumören inklusive marginaler. Strålningen som används har tillräckligt hög energi för att orsaka skador på kroppens celler, till exempel genom att jonisera atomer och bryta molekylbindningar. Detta kan bland annat påverka DNA-molekylen i cellkärnan. Tyvärr är det ofrånkomligt att även friska celler bestrålas, och givetvis kan strålningen orsaka bestående påverkan även inuti dessa. Skadorna motarbetas dock av de reparationsprocesser som ständigt pågår i kroppen och lyckligtvis nog sker reparationen oftast betydligt mer effektivt i de friska cellerna än i tumörceller. För att undvika skador i frisk vävnad är det dock viktigt att inte bestråla en onödigt stor volym. Att skona den friska vävnaden men samtidigt leverera en tillräckligt hög dos till tumören är en av de största utmaningarna inom modern strålbehandling. Detta är ännu viktigare för unga patienter, eftersom barn är extra känsliga för strålning och riskerna för negativa bieffekter är större än hos vuxna. Dessutom har barn fler levnadsår framför sig än vuxna patienter, vilket innebär fler år för komplikationer att hinna utvecklas och ge besvär. Inom extern strålbehandling har det under de senaste årtiondena utvecklats nya behandlingstekniker. I kombination med CT-baserad (Computed Tomography, datortomografi) dosplanering har dessa förbättrat möjligheterna att mer exakt leverera stråldos till den önskade målvolymen. Denna mer konforma dosfördelning gör det möjligt att öka den absorberade dosen till tumören utan att öka stråldosen till omgivande frisk vävnad. Den gör det också möjligt att minska behandlingsmarginalerna, men detta innebär i sin tur att det blir ännu viktigare säkerställa vilken volym som behöver behandlas. Behovet av att komplettera traditionella undersökningsmetoder som CT med andra informationskällor har ökat. PET (positronemissionstomografi) är en nuklearmedicinsk bildtagningsmodalitet som blivit ett allt viktigare komplement till CT vid diagnostisering och behandlingsplanering av cancersjukdomar. Precis som vid de flesta nuklearmedicinska undersökningar injiceras ett radioaktivt preparat i patienten. Aktiviteten fördelar sig i patientens kropp och kan avbildas med hjälp av olika detektorer. Genom att fästa den radioaktiva isotopen till en molekyl med känt biologiskt rörelsemönster kan man till viss del styra var i kroppen aktiviteten ska hamna. Vid PET-scanning används ofta den radioaktiva isotopen fluor-18 som fästs vid en glukosliknande molekyl. Glukos (druvsocker) är en viktig energikälla och tas upp av celler i proportion till deras ämnesomsättning. Detta innebär att radioaktiviteten ackumuleras i celler med hög metabolism – något som ofta är fallet med maligna tumörceller. PET-bilden kan därmed vara till stor hjälp vid inritningen av målvolymer. Syftet med denna studie är att studera om – och i så fall hur – målvolymerna ändras av att den kliniska informationen kompletteras med PET-bilder. Strålbehandlingsplaner har gjorts till båda varianter och för ett flertal strålbehandlingstekniker. Målet är att med hjälp av teoretiska modeller baserade på publicerade data försöka upptäcka och kvantifiera skillnader mellan planerna med och utan PET, med avseende på risken för komplikationer. Resultaten visar att användningen av PET kan förändra målvolymerna till såväl storlek som form. Trots detta var det inte möjligt att påvisa någon signifikant förändring av riskerna för komplikationer av själva strålbehandlingen.