Permanent transperineal I-125 / Pd-103 seed implantation under TRUS guidance for localized prostate cancer
LDR-брахітерапія (low-dose-rate) передміхурової залози починається не з голок, а з ретельного об'ємного дослідження. Трансректальний ультразвуковий датчик (ТРУЗД/TRUS) отримує серію аксіальних зрізів кроком 5 мм, за якими будується тривимірна модель залози, уретри та передньої стінки прямої кишки — саме ця модель стане основою для дозиметричного плану.
Пацієнт укладається в дорсальну літотомічну позицію, ректальний датчик TRUS (зазвичай біпланарний, 5–9 МГц) фіксується у степпері з міліметровою шкалою. Аксіальні зрізи знімаються кожні 5 мм від основи до верхівки залози, формуючи повний тривимірний обʼєм.
На кожному зрізі лікар-радіолог/радіаційний онколог контурує: капсулу передміхурової залози (CTV), уретру (гіпоехогенний канал у центрі залози, часто маркується катетером Foley), та передню стінку прямої кишки — орган ризику (OAR), що прилягає до задньої поверхні залози.
Обʼєм залози розраховується за формулою еліпсоїда (довжина × ширина × висота × 0,52) або прямим підсумовуванням контурованих зрізів. Це значення визначає, чи підходить пацієнт для LDR-монотерапії.
Гланди обʼємом понад 60 cc зазвичай не підходять для стандартної трансперинеальної LDR-імплантації через обмежений доступ лобкової дуги (pubic arch interference) — таким пацієнтам спершу призначають неоад'ювантну гормональну терапію для зменшення обʼєму.
Окрім обʼєму, оцінюється pubic arch interference — чи не перекриває лобкова кістка задню частину залози на аксіальних зрізах, що ускладнило б проведення голок через шаблонну сітку. Також вимірюється відстань від передньої стінки прямої кишки до задньої капсули залози — критична для встановлення обмежень дози на пряму кишку.
Уретра простежується по всій довжині залози: її положення (зазвичай близько до центру, іноді зміщене) визначає, яку зону слід «розвантажити» від джерел під час подальшого планування, щоб мінімізувати гострі уретральні симптоми (дизурія, затримка сечі).
Контуровані структури (CTV, уретра, пряма кишка, сечовий міхур) експортуються у систему дозиметричного планування у форматі DICOM-RT. Це волюметричне дослідження може виконуватися окремо (pre-plan approach) за 1–3 тижні до процедури, або безпосередньо в операційній перед введенням голок (intraoperative planning) — обидва підходи широко використовуються в клінічній практиці LDR-брахітерапії.
На основі контурованого обʼєму запускається інверсне планування: алгоритм обчислює кількість, активність і просторове розташування радіоактивних джерел I-125 або Pd-103 так, щоб покрити CTV приписаною дозою, одночасно тримаючи дозу на уретру та пряму кишку нижче безпечних меж.
На відміну від «прямого» планування, де лікар вручну розставляє джерела, інверсне планування (IPSA, VariSeed та подібні системи) працює у зворотному напрямку: спочатку задаються дозиметричні цілі (покриття CTV, обмеження на OAR), а алгоритм ітеративно підбирає позиції та активності джерел, що найкраще задовольняють ці критерії.
Оптимізація враховує геометрію шаблонної сітки (крок 5 мм по осях X/Y) та глибину голки (крок 5–10 мм по осі Z), тому кожне джерело отримує дискретну координату виду «голка A7, глибина 3».
Алгоритм балансує щільність джерел: периферійне навантаження (peripheral loading) розміщує більше джерел ближче до капсули, залишаючи центральну зону навколо уретри відносно розвантаженою — це знижує гостру уретральну токсичність без втрати покриття CTV.
I-125 має період напіврозпаду 59,4 доби і випромінює низькоенергетичні фотони (~28 кеВ), тоді як Pd-103 має коротший період напіврозпаду 17 днів і вищу початкову потужність дози — вибір ізотопа впливає на швидкість доставки приписаної дози 145 Gy проти 125 Gy відповідно.
Ключові дозиметричні цілі плану:
• Покриття CTV: V100 (обʼєм залози, що отримує ≥100% приписаної дози) має перевищувати 90% • D90 (доза, що покриває 90% обʼєму залози) — має перевищувати 100% приписаної дози (тобто >145 Gy для I-125) • Уретральна доза (D10, D30): обмежується до <150% приписаної дози, щоб уникнути гострої уретрити • Ректальна доза: обʼєм прямої кишки, що отримує ≥100% дози (rectal V100), обмежується декількома кубічними сантиметрами
План ітеративно перераховується, доки всі обмеження одночасно не виконуються — це компроміс між максимальним покриттям пухлини та мінімізацією токсичності суміжних структур.
Фінальний план експортується як карта координат: для кожної активної комірки шаблону (наприклад, ряд/стовпець сітки 0,5×0,5 см) вказується голка, глибина введення та кількість/активність джерел на цій траєкторії. Ця карта — точна «дорожня карта», якою хірург керуватиметься під час трансперинеального введення голок на наступному етапі процедури.
У процедурній/операційній пацієнта укладають у літотомічну позицію під спінальною або загальною анестезією. Перинеальний шаблон — жорстка пластина з координатною сіткою отворів — фіксується впритул до промежини та вирівнюється з ТРУЗД-зображенням так, щоб координати плану точно збігалися з координатами шаблону.
Шаблон (template) кріпиться до степпера ТРУЗД-датчика так, що кожен отвір шаблону відповідає конкретній координаті на аксіальному зображенні залози в реальному часі. Це дозволяє хірургу бачити на екрані, куди саме потрапить голка, введена через будь-який конкретний отвір, ще до пункції.
Голки (зазвичай 18–25G, довжиною ~20 см) вводяться послідовно через активні отвори шаблону, визначені на етапі планування. Кожна голка просувається трансперинеально — через шкіру промежини, під контролем поздовжнього та поперечного TRUS-зображення — до заданої глибини всередині залози, уникаючи уретри та прямої кишки.
Положення кінчика голки підтверджується на кожному кроці: поздовжня проекція показує глибину, поперечна — латеральне positioning відносно капсули та уретрального катетера.
Типовий імплант використовує 15–35 голок для доставки 60–100 джерел — кількість голок залежить від обʼєму залози: більші залози або складніша геометрія (близькість до лобкової дуги) потребують більшої щільності голок для рівномірного покриття.
Постійний катетер Foley з контрастом чи балоном візуалізує положення уретри на ТРУЗД у реальному часі — жодна голка не повинна проходити безпосередньо через уретральний канал. Пряма кишка контролюється як задня межа: голки, спрямовані у задні ряди шаблону, вводяться з особливою обережністю, а їх глибина звіряється з контуром прямої кишки з передплану.
Якщо анатомія в операційній відрізняється від pre-plan (набряк, зміщення залози від тиску голок), виконується інтраопераційне переpланування (re-optimization) прямо на місці, до фази висівання джерел.
Після підтвердження позиції кожної голки в межах заданої глибини, голки залишаються на місці (preloaded) або підключаються до аплікатора Mick, який вводитиме джерела по одному під час виведення голки — це відбувається на наступному етапі процедури.
Коли всі голки встановлені на задану глибину, починається фаза висівання (seeding): радіоактивні джерела I-125 або Pd-103 доставляються всередину залози по кожній траєкторії, або за допомогою аплікатора Mick (по одному джерелу за раз), або як попередньо заряджені «нитки» (stranded seeds) — джерела, з'єднані розсмоктувальним матеріалом на фіксованій відстані.
Stranded seeds — джерела, вбудовані у розсмоктувальний шовний матеріал (vicryl) на точно визначеній відстані (зазвичай кожні 1 см), що запобігає міграції джерел після імплантації (наприклад, у легені через венозний кровотік — рідкісне, але задокументоване ускладнення loose seeds).
Loose (вільні) seeds вводяться поштучно аплікатором Mick: голка з предзарядженим картриджем висуває одне джерело за раз при поступовому виведенні голки з залози, дозволяючи точний контроль позиції кожного окремого джерела, але з дещо вищим ризиком міграції порівняно зі stranded-технікою.
Вибір техніки залежить від переваг центру, обʼєму залози та досвіду бригади — обидва підходи дають клінічно еквівалентні дозиметричні результати за належного виконання.
Після висівання кожної голки виконується миттєва флюороскопічна перевірка позиції джерел (типова конфігурація «намиста» вздовж голки) у поєднанні з ТРУЗД — це дозволяє виявити відхилення (недостатнє покриття зони чи випадковий викид джерела) ще до завершення процедури.
Сучасні системи LDR-брахітерапії дозволяють перераховувати накопичену дозу «на льоту»: після кожної партії висіяних джерел система оновлює прогнозовану карту ізодоз на основі фактичних (а не запланованих) координат джерел, зафіксованих флюороскопічно чи через TRUS-реконструкцію.
Це дозволяє хірургу компенсувати відхилення: якщо певна зона CTV недостатньо покрита через зміщення голки, можна додати «рятувальні» (salvage) джерела в сусідню комірку шаблону до завершення процедури — на відміну від постійного зовнішньопроменевого опромінення, LDR-імплантація дає можливість корекції плану в реальному часі, поки пацієнт ще на столі.
Після висівання останнього джерела всі голки виводяться, катетер Foley залишається на кілька годин для контролю сечовипускання, пацієнт переводиться у палату спостереження. Перед випискою виконується ортогональна рентгенографія тазу для підрахунку загальної кількості імплантованих джерел і виключення їх міграції в сечовий міхур чи за межі малого тазу.
Остаточна оцінка якості імплантації виконується не одразу, а приблизно через 30 днів після процедури — коли гострий післяпроцедурний набряк залози (typically збільшує обʼєм на 20–50% у перші дні) повністю розсмоктується. КТ-сканування у поєднанні з відомими координатами джерел дозволяє розрахувати остаточні дозиметричні показники D90, V100 та V150.
Введення 15–35 голок спричиняє гострий набряк тканини залози, який тимчасово «розсуває» щойно імплантовані джерела одне від одного — тому дозиметрична оцінка, виконана в день процедури, systematically занижує реальне покриття CTV. До дня 20–30 набряк здебільшого резорбується, залоза повертається до вихідного обʼєму, і відносне положення джерел стабілізується — саме тоді CT-скан дає найбільш достовірну оцінку остаточної дози.
CT-зображення (аксіальні зрізи 3 мм) дозволяють ідентифікувати кожне джерело як гіперденсний артефакт, реконструювати їхні фактичні 3D-координати та накласти цю карту на контур залози (який також перезаписується заново на постімплантаційному CT).
D90 — доза, що покриває 90% обʼєму передміхурової залози — є ключовим предиктором біохімічного контролю захворювання: численні дослідження показують, що D90 <140 Gy для I-125-монотерапії корелює зі значно вищою частотою біохімічного рецидиву протягом 5–10 років спостереження.
• D90: мінімальна доза, що отримує 90% обʼєму CTV — головний індикатор адекватності покриття пухлини • V100: відсоток обʼєму залози, що отримує ≥100% приписаної дози (мета: >90%) • V150: відсоток обʼєму, що отримує ≥150% приписаної дози — надлишкові «гарячі зони», повʼязані з підвищеним ризиком уретральної токсичності при надто високих значеннях • Уретральна D10/D30: доза на найбільш опромінену частину уретри — обмежується для мінімізації хронічної дизурії та стриктур • Ректальна D2cc: доза на найбільш опромінені 2 см³ прямої кишки — ключовий показник ризику проктиту
Якщо постімплантаційна CT підтверджує виконання всіх дозиметричних цілей (D90 >140 Gy, V100 >90%, прийнятні уретральні/ректальні обмеження), імплантація вважається успішною і пацієнт переходить у режим планового спостереження: контроль ПСА кожні 3–6 місяців, з очікуваним «PSA bounce» (тимчасовим підйомом) у перші 1–2 роки — доброякісним явищем, характерним саме для LDR-брахітерапії.
Якщо покриття виявляється недостатнім у конкретній зоні, можливе планування додаткового boost зовнішньопроменевою терапією або, у рідкісних випадках, повторної локальної імплантації. Радіоактивні джерела I-125 продовжують випромінювати протягом кількох періодів напіврозпаду (~59 діб кожен), фактично «вимикаючись» клінічно значуще приблизно через 10–12 місяців, після чого залишаються в тканині як інертні титанові капсули довічно.