Når ein pasient får strålebehandling mot kreft, blir behandlinga oftast gitt ein gong om dagen mandag-fredag i 4-7 veker. På denne måten blir den totale stråledosen delt opp i 20-35 fraksjonar. Dette vert kalla «fraksjonering», og årsaka er at pausane mellom dei mindre dosane gjer det friske vevet rundt svulsten tid til å lege seg sjølv.
Før behandlinga startar tek vi eit CT-bilde av pasienten.
Ei moderne strålemaskin ("linac"). Bilde: Varian Medical Systems
Basert på dette bildet blir det laga ein «doseplan», som er instruksjonar til strålemaskina. Doseplanen er optimalisert etter kriterier for kor mykje dose svulsten minst skal få, og kor mykje kvart friske organ maksimalt kan få, og blir nøye kvalitetssikra av dokter og fysikar. Nøyaktige CT-bilde saman med moderne strålemaskiner gjer at vi kan treffe svulsten nøyaktig, men vevet rundt svulsten vil og alltid få noko stråledose.
Figur 1: Ein doseplan for ein prostatakreftpasient. Det raude området (prostata) får mest stråledose, men områda rundt får og noko dose.
Levande organ
Kombinasjonen av fraksjonering og treffsikkerheit kan bli eit problem: Inne i kroppen beveger organa seg til alle tider. Blære, tarmar og magesekk blir fylt og tømt, hjartet slår, lungene pustar og svulstar veks og krympar. CT-bildet er berre ein augneblink av uendeleg mange, og ved kvar daglege behandling ser organa forskjellige ut. Å lage ein ny doseplan for kvar dag er svært tid- og arbeidskrevjande, så kva gjer vi då?
Ein kan prøve å hindre organa i å bevege seg: Ein kan spesifisere kva tid og kor ofte pasienten skal ete, drikke og gå på do, ein kan setje inn ein ballong i endetarmen, ein kan gje lakserande middel eller klyster, og ein kan be pasienten halde pusten. Alt dette har blitt eller blir gjort, og noko fungerer – men berre delvis. Dessutan kan det vere ubehageleg for pasienten, særleg når behandlinga går over mange veker.
Derfor bruker vi marginar under doseplanlegginga. For eksempel kan ein teikne ein margin på 1 cm i alle retningar rundt svulsten, og gje heile dette området høg dose. Då garanterer vi at heile svulsten får høg dose sjølv om han skulle bevege seg opp til 1 cm. Men dette vil og gje høgare dose til noko av vevet rundt svulsten.
Matematisk modellering av organbevegelse
I forskargruppa for klinisk stråleterapiforsking ved Kreftavdelinga, Haukeland Universitetssjukehus, forskar vi på korleis vi kan gjere dette på ein smartare måte. Ved å bruke data frå tidlegare pasientar lagar vi ein statistisk modell av korleis organ typisk beveger seg. Når ein slik modell er tilgjengelig for doseplanleggingsprogramvaren, treng ein berre ta omsyn til bevegelse som er sannsynleg.
I første omgang ser vi på endetarmen (rektum). Vi har funne visse bevegelsesmønstre som gjentar seg i befolkninga. For eksempel er det slik at tarmen bøyer seg for å halde inne avføring, og rettar seg ut for å tømmast, derfor er tarmen tjukkare når han er rett enn når han er bøygd slik ein ser i Figur 2.
Figur 2: Fire uavhengige bevegelsesmønstre for endetarmen.
Men forskjellen mellom pasientar er likevel stor, særleg er det forskjell på kor mykje øvste del av tarmen beveger seg. For enkelte, som pasienten i Figur 3 A, er det lite forskjell frå dag til dag, mens andre, som pasienten i Figur 3 B, har veldig store variasjonar. Derfor har vi utvikla ein algoritme som kan bruker ein kombinasjon av populasjonsdata (data frå tidlegare pasientar) og individuelle data for å føresjå korleis nett denne pasienten sine bevegelsesmønstre ser ut. 
Figur 3: Bevegelse av rektum hos to eksempel-pasientar. Fargen viser kvar det er sannsynleg at rektumveggen ligg – gul er høgt sannsynleg, og blå er mindre sannsynleg.
Protonstråling
Helse Bergen godt i gang med bygginga av det nye protonsenteret øvst i Haukelandsbakken, som skal opne i 2024-25. Her skal ein gi strålebehandling med protonstråler, i motsetnad til fotonstråling som ved den vanlege behandlinga. Fordelen med protonstråla er at protona stoppar opp der dei set av dosen – mens fotona går rett gjennom kroppen og legg igjen dose heile vegen. Men dette krev god kunnskap om korleis kroppen og organa endrar seg, slik at vi veit med sikkerheit at protona stoppar akkurat der dei skal. Vår forsking kan derfor utgjere ei viktig brikke i framtidas protonbehandling.
Øyvind Lunde Rørtveit. Foto: Marcin Sikora
Øyvind Lunde Rørtveit, stipendiat ved Avdeling for kreftbehandling og medisinsk fysikk