Ο κύκλος του Willis

Κ. Συργιάννης, Μ. Θεοφανοπούλου

Thomas Willis
Great Bedwyn, Wiltshire, Ηνωμένο Βασίλειο 1621-1675

Ο Thomas Willis υπήρξε απόφοιτος του κολλεγίου Chris Church που ακόμα και σήμερα αποτελεί μία από τις σημαντικότερες ακαδημαϊκές δομές του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης της Μεγάλης Βρετανίας. Οι σπουδές του διακόπηκαν από τον Βρετανικό εμφύλιο (1641-1647) στη διάρκεια του οποίου και ο ίδιος συμμετείχε εθελοντικά.
Σχεδόν ταυτόχρονα με την λήξη του εμφυλίου ο Willis γίνεται μέλος των Virtuosi, μίας ανεξάρτητης επιστημονικής αρχής η οποία στην συνέχεια συγχωνεύθηκε με τον ομόλογο πυρήνα των Virtuosi του Λονδίνου. Προϊόν αυτής της συγχώνευσης ήταν η δημιουργία της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών (Royal Society) η οποία μέχρι σήμερα αποτελεί ίσως την σημαντικότερη πηγή επιστημονικής πληροφορίας της Βρετανικής χερσονήσου.
Ο Willis υποκινούμενος από την έντονα ερευνητική του φύση ασχολήθηκε συστηματικά με την χαρτογράφηση ανατομικών δομών του κεντρικού νευρικού συστήματος. Για τον σκοπό αυτό συνεργαζόταν στενά με ανατομοπαθολόγους αλλά και με επιστήμονες άλλων μη συναφών γνωστικών αντικειμένων. Χαρακτηριστική υπήρξε η συνεργασία του με τον αρχιτέκτονα του καθεδρικού ναού του Αγίου Παύλου του Λονδίνου Sir Christopher Wren. Μαζί με το γνωστό ανατόμο Sir William Petty τους παραχωρήθηκε το πτώμα μιας νεαρής γυναίκας που κρίθηκε ένοχη για τη δολοφονία της κόρης της και θανατώθηκε δια απαγχονισμού. Ο Willis μαζί με τους δύο συνεργάτες του προχώρησε στην έγχυση ενδοφλέβιων χρωστικών ουσιών στο ανατομικό παρασκεύασμα του εγκεφάλου. Στην ουσία η πρώτη ανατομική περιγραφή του αρτηριακού κύκλου της βάσης του κρανίου είχε προηγηθεί το 1561 από τον Fallopius (1523-1562), όμως η συμβολή του Willis υπήρξε καθοριστική διότι πέραν της λεπτομερούς γραφικής απεικόνισης, που πιστώνεται πιθανότατα στον αρχιτέκτονα Wren, ανέδειξε την λειτουργική του σημασία την οποία δημοσίευσε σε μία πλήρη μελέτη με τίτλο 'Cerebri Anatomie' (The Anatomy of the Brain) το 1664 στο Λονδίνο. Στην ίδια μελέτη ο Willis ανέλυσε την παθοφυσιολογία του αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου ενώ ταυτόχρονα αποσαφήνισε το λειτουργικό ρόλο της φαιάς και λευκής ουσίας του εγκεφαλικού παρεγχύματος.
Όμως η ερευνητική και συγγραφική του δραστηριότητα δεν σταματά εδώ αφού το 1674 δημοσιεύει ένα πλήρες εγχειρίδιο θεραπευτικής υπό τον τίτλο 'Rational Pharmaceutics' στην οποία συμπεριέλαβε μια ολοκληρωμένη αναφορά στην πνευμονική φυματίωση και το σακχαρώδη διαβήτη, (η τελευταία αποτέλεσε την πρώτη σε Ευρωπαϊκό επίπεδο).
Ο Thomas Willis υπήρξε ο πρώτος ιατρός ερευνητής που πίστεψε στην στενή συνεργασία μεταξύ επιστημόνων διαφορετικών γνωστικών αντικειμένων φέρνοντας τους από κοινού αντιμέτωπους με τα μεγάλα διαγνωστικά και θεραπευτικά διλήμματα της εποχής του.

Αρχική γραφική αναπαράσταση του αρτηριακού κύκλου της βάσεως του κρανίου όπως αυτή αποτυπώνεται στις αρχικές σελίδες του "Cerebri Anatomie".
Ο σχεδιασμός ανήκει στον Βρετανό αρχιτέκτονα Cristopher Wren υπό την καθοδήγηση του Thomas Willis. (πηγή: βιβλιοθήκη st John's College Oxford)

Το εξώφυλλο του "Cerebri Anatomie" που πρωτοεκδόθηκε στην Βενετία το 1664.
(πηγή: βιβλιοθήκη st John's College Oxford)

Παράμετροι δόσης-απόκρισης για στένωση στον τραχηλικό οισοφάγο από ακτινοθεραπεία καρκινωμάτων κεφαλής-τραχήλου

Π. Μαυροειδής (1,2), G. Laurell (3), Γ. Κομισόπουλος (2), Κ. Σωτηριάδου (4), Th. Kraepelien (5), J.O. Fernberg (5), B.K. Lind (1), Γ. Πλατανιώτης (6)

(1) Τμήμα Ιατρικής Ακτινοφυσικής, Ινστιτούτο Karolinska και Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης, Σουηδία.
(2) Τμήμα Ιατρικής Φυσικής, Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Λάρισας.
(3) Τμήμα Ωτορινολαρυγγολογίας, Νοσοκομείο Karolinska, Στοκχόλμη, Σουηδία.
(4) Τμήμα Ακτινοθεραπείας, Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο Λάρισας.
(5) Τμήμα Ογκολογίας, Νοσοκομείο Karolinska, Στοκχόλμη, Σουηδία.
(6) Τμήμα Κλινικής Ογκολογίας, Aberdeen Royal Infirmary και Ιατρική Σχολή, Πανεπιστήμιο του Aberdeen, Ηνωμένο Βασίλειο.

Περίληψη
Σκοπός αυτής της εργασίας είναι ο προσδιορισμός των παραμέτρων του ακτινοβιολογικού μοντέλου σχετικής σειριακότητας καθώς και η εκτίμηση της δυνατότητάς του για πρόβλεψη του κλινικού αποτελέσματος. Αυτό επιτυγχάνεται συσχετίζοντας τα υπολογιζόμενα ποσοστά επιπλοκών με τα κλινικά μετακτινικά αποτελέσματα. Η παρούσα μελέτη είναι βασισμένη σε 82 ασθενείς οι οποίοι έλαβαν ακτινοθεραπεία για καρκίνωμα κεφαλής και τραχήλου. Για κάθε ασθενή ήταν διαθέσιμα η τρισδιάστατη κατανομή της δόσης που απορροφήθηκε από τον οισοφάγο και το κλινικό αποτέλεσμα της θεραπείας. Κλινικά συμπτώματα και ακτινολογικά ευρήματα χρησιμοποιήθηκαν για να εκτιμηθεί η εκδήλωση των μετακτινικών στενώσεων του οισοφάγου. Αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν σε μια στατιστική διαδικασία προσαρμογής της συνάρτησης μεγίστης πιθανοφάνειας (maximum likelihood fitting) για να υπολογισθούν οι βέλτιστες τιμές των παραμέτρων που χρησιμοποιούνται από το μοντέλο της σχετικής σειριακότητας (D50 = 68.4 Gy, = 6.55, s = 0.22). Επίσης, οι αβεβαιότητες αυτών των παραμέτρων υπολογίσθηκαν και η επιρροή τους στην καμπύλη δόσης-απόκρισης παρουσιάζεται γραφικά. Οι προσδιορισθείσες παράμετροι εφαρμόστηκαν σε 58 ασθενείς του κλινικού υλικού και υπολογίσθηκαν οι πιθανότητες εκδήλωσης μετακτινικής στένωσης στον τραχηλικό οισοφάγο για να επιδειχθεί η κλινική χρήση των ακτινοβιολογικών παραμέτρων δόσης-απόκρισης. Ο υπολογισμός της βιολογικά ενεργής δόσης (biological effective dose, BED) εφαρμόσθηκε για την τροποποίηση του κερματισμού της δόσης στα πλάνα θεραπείας. Το μοντέλο της σχετικής σειριακότητας αποδείχθηκε κατάλληλο για την αναπαραγωγή των αποτελεσμάτων της θεραπείας για το υλικό των ασθενών που εξετάστηκε (π.χ. πιθανότητα εύρεσης χειρότερου αποτελέσματος προσαρμογής = 61.0%, επιφάνεια κάτω από την καμπύλη ROC = 0.84 και χ2-τέστ = 0.95). Η ανάλυση πραγματοποιήθηκε για τα ανώτερα 5 εκ. του εγγύτατου οισοφάγου (proximal esophagus) όπου δημιουργήθηκαν όλες οι στενώσεις. Η δημιουργία στενώσεων από την ακτινοβολία βρέθηκε να έχει μεγάλη εξάρτηση από τον ακτινοβολούμενο γεωμετρικό όγκο (μικρή σχετική σειριακότητα). Οι αβεβαιότητες των παραμέτρων εμφανίζονται να υποστηρίζουν σημαντικά την υπολογιζόμενη καμπύλη δόσης-απόκρισης.