Summary
Stereotactische radiotherapie lichaam (SBRT) betreft beeld-geleide, ablatieve straling die tot kanker richt zich ongevoelig voor chemotherapie of met conventionele bestraling. De robot-gewapende Cyberknife SBRT systeem, met behulp van geavanceerde doel lokalisatie, levert hypofractionated stralingsdoses in staat steriliseren kanker doelen. Dit artikel zal overwegen nieuwe therapeutische rol van SBRT voor gynaecologische kankers.
Abstract
Stereotactische radiotherapie lichaam (SBRT) onderscheidt zich door het noodzakelijk meer rigide patiënt onbeweeglijk, goed voor de luchtwegen beweging, ingewikkelde planning van de behandeling, on-board imaging, en vermindering van het aantal ablatieve stralingsdoses aan kanker richt zich meestal ongevoelig voor chemotherapie en conventionele bestraling. Steile SBRT stralingsdosis drop-off vergunningen smalle 'pencil beam' behandeling percelen die worden gebruikt voor ablatieve bestraling gecondenseerd in 1 tot 3 behandelingen.
Behandelend artsen moeten beseffen dat SBRT komt op een groter gevaar van normaal weefsel letsel en kans op geografische tumor miss. Beide moeten worden aangepakt door immobilisatie van kanker doelstellingen en door de hoge-precisie van de behandeling levering. Kanker doel immobilisatie is bereikt door het gebruik van geïndexeerde op maat piepschuim afgietsels, geëvacueerd zitzakken, of body-fix mallen met patiënt-onafhankelijke abdominale compressie. 1-3 Intrafraction beweging van kanker targets als gevolg van ademhaling nu kan worden verminderd door de patiënt-responsieve adem inhouden technieken, 4 patiënt mondstuk actief ademhaling coördinatie, 5 ademhaling-gecorreleerde computertomografie, 6 of beeld-geleide volgen van fiducials geïmplanteerd in en rond een bewegende tumor. 7-9 De Cyberknife systeem (Accuray [Sunnyvale, CA]) maakt gebruik van een straling lineaire versneller gemonteerd op een industriële robotarm die nauwkeurig volgt de patiënt respiratoire beweging door een camera-gevolgd set van light-emitting diodes (LED) geïmpregneerd op een vest voorzien van aan een patiënt. 10 Een substantiële vermindering van radiotherapie marges kan worden bereikt door motion tracking, waardoor uiteindelijk een kleinere planning doelvolumes die worden bestraald met submillimeter precisie. 11-13
Kanker doelstellingen behandeld door SBRT worden bestraald door de convergerende, strak gecollimeerd balken. Resulterende stralingsdosis voor kanker doelvolume histogrammen hebben een meer voornaamwoordCED straling "schouder" duidt op hoog percentage beoogde dekking en een kleine hoge dosis straling "staart." Zo mogelijk de gewenste conformality gaat ten koste van een verminderde dosis uniformiteit in de SBRT kanker doelwit. Dit kan gevolgen hebben voor zowel de latere tumor controle in de SBRT doel en normaal weefsel tolerantie van organen at-risk. Als gevolg van de scherpe dosis falloff in SBRT, de mogelijkheid van occulte ziekte te ontsnappen ablatieve stralingsdosis doet zich voor wanneer kanker doelstellingen niet volledig erkend en onvoldoende SBRT dosis marges gehanteerd. Klinische doelvolume (CTV) expansie van 0,5 cm resulteert in een grotere doelgebied (PTV), geassocieerd met verhoogde doel controle zonder onnodige normaal weefselschade. 7,8 verdere vermindering van de kans op mis geografische kan worden bereikt door opneming van 2 - [18 F] fluoro-2-deoxy-D-glucose (18 F-FDG) positron emissie tomografie (PET) 8 Gebruik van 18 F-FDG PET / CT in SBRT treatme.nt planning is slechts het begin van de pogingen om nieuwe beeldvormende doel moleculaire handtekeningen voor gynaecologische kankers te ontdekken.
Protocol
1. Stereotactische Cyberknife Radiochirurgie Overleg
- Beschrijf Cyberknife radiochirurgie behandeling. Cyberknife radiochirurgie betreft het gebruik van een lineaire versneller gemonteerd op een industriële robotarm vergelijkbaar met machines die gebruikt worden om auto's te maken. De robotarm beweegt de lineaire versneller in de driedimensionale ruimte rondom een patiënt als het vordert in 'stops' multiple behandeling voor beam delivery. Cross-vlak x-stralen worden verkregen tijdens de behandeling van de patiënt te controleren is op een correcte behandeling positie. Aangezien de behandeling bundel levering niet beperkt tot een twee dimensionaal vlak dit systeem verbetert verder de mogelijkheid geconcentreerde straling leveren kanker doelen te minimaliseren de stralingsdosis kritische huid viscerale orgaan structuren.
- Bespreek Cyberknife radiochirurgie risico's. Cyberknife radiochirurgie kan leiden tot mogelijke looien van leer en rood worden van de huid, vermoeidheid, misselijkheid of onregelmatige diarrhea, zeldzame visceraal orgaan letsel, spier, zenuw-, bot-en letsel, en zeer kleine kans van de tweede kanker.
2. Stereotactische Cyberknife Radiochirurgie Fiducial Plaatsing
- Beschrijf de vaste plaatsen. Vrouwen die behandeld worden voor aanhoudende of terugkerende gynaecologische kanker ondergaan operatieve of CT-geleide plaatsing van ten minste drie een 1,6 x 3 mm goud weke delen fiducials (ongeveer de grootte van een rijstkorrel) binnen of nabij de kanker doelwit. Chirurgische clips geplaatst bij de voorafgaande operatie niet van voldoende dichtheid worden gebruikt als radiochirurgische fiducials. Chirurgische clips niet interfereren met radiochirurgische richten als gevolg van de dichtheid discrepantie.
- Geef de vaste positionering ten opzichte van radiochirurgische doel. Fiducials worden geplaatst op verschillende diepten weefsel rond de radiochirurgische doel en moeten worden gescheiden door twee centimeter of meer. Fiducials gepositioneerd binnen 4 tot 6 cm van de tArget.
3. Stereotactische Cyberknife Radiochirurgie Treatment Planning
- Bespreek radiochirurgische planning van de behandeling. Ten minste een week na de vaste plaatsen (dat wil zeggen, zodat genezing is opgetreden en de vaste beweging wordt geminimaliseerd) patiënten ondergaan CT-geleide SBRT behandeling simulatie. In ons programma wordt twee-pins gelokaliseerde geëvacueerd vacuüm-bag bekken immobilisatie gebruikt.
- Geef positionering van de patiënt op de behandeltafel. Vrouwen worden behandeld in een liggende behandeling positie op de Cyberknife radiochirurgische vlak tafelblad.
- Bespreek doel en de patiënt immobilisatie. Patiënt kan geëvacueerd vacuüm-bag immobilisatie tot intrafraction beweging te verminderen tijdens de stralingsdosis levering ondergaan. Eenmaal geïmmobiliseerd, vrouwen ondergaan niet-contrasterende aaneengesloten axiale CT hoge resolutie imaging (1 tot 1 staanplaats, 1,0 mm snijdikte, voltage 120 kVp, 450 mAs).
- Bespreek het gebruik van geavanceerdebeeldvorming voor doel lokalisatie. Na de CT-beeldvorming, vrouwen bij voorkeur conventionele 18 F-FDG PET / CT beeldvorming ondergaan in dezelfde SBRT behandeling positie. Als alternatief kan vrouwen ondergaan conventionele contrast bekken magnetische resonantie beeldvorming.
- Beschrijf beeld co-registratie voor radiochirurgische planning van de behandeling. Beelden uit de hoge-resolutie CT-en 18 F-FDG PET / CT worden ingevoerd voor inverse radiotherapie planning van de Multiplan 3.5.2 Behandeling Planning System (Accuray).
- Beschrijf team benadering van de radiochirurgische planning van de behandeling. Voor de planning van de behandeling, zowel een radiotherapeut en gynaecologische oncoloog contour kanker doelwit klinische doelvolume (tv's). Andere ziekten at-risk weefsel wordt vormgegeven en is opgenomen in kleuren-tv. In de omgeving normaal weefsel structuren, zoals de dunne darm, rectum, blaas, lever, nieren, longen, bilaterale proximale scheen-, vagina, en sacrale zenuwwortels zijn gecontoured doorde radiotherapeut.
- Beschrijf stralingsdosis recept kunt krijgen. A-straling recept dosis van 3 × 800 = 2400 cGy cGy (algemeen om de 70% Isodose lijn) is geselecteerd. In een 200 cGy biologische equivalent berekening van de dosis, zijn bijna 6170 cGy die bij dit recept, uitgaande van een "α / β" verhouding van 10 voor tumor. De straling uit SBRT lineaire versneller wordt gecollimeerd of met behulp van een 12 vaste wolfraam cirkelvormige collimator (5 tot 60 mm) of door een wolfraam-koper legering gesegmenteerde zeshoek IRIS collimator 14. Normale organen hebben een tolerantie van straling en het gebruik van dosis-volume histogram parameters voor normaal weefsel constraint tijdens ablatieve stereotactische radiochirurgie staan in tabel 1.
4. Stereotactische Cyberknife Radiochirurgie behandeling Levering
- Voer cross-plane afbeelding verificatie. Tijdens Cyberknife SBRT, de weke delen fiducials(Of in sommige gevallen starre anatomische oriëntatiepunten, zoals de schedel voor intracraniële letsels en de ruggengraat voor de wervelkolom letsels) worden gevolgd door cross-vliegtuig radiografische beeldvorming en bevestigd te zijn in de verwachte doellocatie door het doel het lokaliseren van het systeem (TLS) subsysteem.
- Controleer of de beoogde positionering. Fiducials worden bijgehouden in drie en maximaal zes graden van vrijheid (dat wil zeggen, x, y, z, pitch, roll en yaw). Afbeeldingen die door de TLS worden automatisch geregistreerd en vergeleken met digitaal gereconstrueerde röntgenfoto's (DRRs) gegenereerd op basis van de initiële planning van de behandeling CT-scan.
- Controleer of de beoogde positionering. Als de resultaten van de automatische registratie aan te geven dat fiducials zijn verschoven dan vooraf gedefinieerde toleranties in een van de zes graden van vrijheid (x, y, z, pitch, roll en yaw), de behandeling wordt automatisch gepauzeerd. Herpositionering van de patiënt vindt dan plaats.
- Overweeg doel beweging. Doelen die zich met respiratoire beweging zijn treated gebruik te maken van de Synchrony Respiratory Tracking subsysteem (Synchrony). Met behulp van een camera in de behandelruimte het systeem volgt voortdurend de patiënt ademhalingspatroon (bijvoorbeeld verkrijgen externe positiegegevens) met het gebruik van lichtgevende diodes (LEDs) aangebracht op een vest rond thorax van de patiënt 10. Samen met de vaste locatie-informatie (interne positie gegevens), verkregen van cross-vlak x-stralen, de Synchrony systeem bouwt een correlatie model met de externe gegevens en de interne gegevens. Deze correlatie model kan de robotarm te volgen luchtwegen veroorzaakte bewegingen van het doel, terwijl bij de levering van alle behandelingen balken.
- De behandeling kan leiden tot 100-150 leverbaar behandeling posities van de robotarm. Behandelingen kunnen duren 30 tot 90 minuten.
5. Representatieve resultaten
Stereotactische lichaam radiotherapie (SBRT) kunnen bij veel individuele stralingsbundels ( blauw vectoren) alle convergerende op een of meerdere nauw verbonden klinische straling doelen, zoals weergegeven in figuur 1A. Een vertegenwoordiger goede radiochirurgische planning uitkomst geeft een deliverable SBRT behandeling met hoge stralingsdosis kanker doelvolume dekking en kanker doelwit conformality. Figuren 1B-D voorstelling 131 balken werden gebruikt voor de behandeling op een bekken recidief van een chemorefractory eierstokkanker doel meer dan 42 minuten. SBRT voorgeschreven om de 80% Isodose lijn weergegeven 100% klinische doelvolume dekking met een conformality index van 1,94 voor een totale dosis van 2400 cGy in drie dagelijks 800 cGy fracties. De dosis-volume histogrammen voor de klinische doelstelling (rood) en voor de kritische structuren van het rectum (bruin), blaas (geel), de dunne darm (lichtblauw) sacrale zenuwen (bruin) en heupen (oranje) zijn weergegeven in figuur 2.
Figuur 1.tp :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/3793/3793fig1large.jpg "target =" _blank "> Klik hier voor een grotere afbeelding weer te geven.
Figuur 2. Dosis-volume histogrammen voor de klinische doelstelling (rood) en voor de kritische structuren van het rectum (bruin), blaas (geel), de dunne darm (lichtblauw) sacrale zenuwen (bruin) en heupen (oranje).
Discussion
Bemoedigende snelle SBRT resultaten zijn klinisch onderzoek van radiochirurgie voor de behandeling van aanhoudende of terugkerende gynaecologische kankers. 7, 8 aangewakkerd, 15 Gegevens vraag radiobiologische effecten en de wijze van celdood als gevolg van SBRT. Kleine klinische studies hebben aangetoond dat ablatieve stralingsdoses door SBRT gerichte bestrijding van de ziekte bedraagt meer dan 90% te produceren. In tegenstelling met conventionele bestraling, is een uitdaging om SBRT combineren met radiosensitizerende en cytotoxische / cytostatische chemotherapie. Beter kanker richten door middel van meer planning behandeling volume uitbreidingen en door toevoeging van 18 F-FDG PET / CT-beelden is verbeterd klinische resultaten. Hoewel het absoluut noodzakelijk te kijken naar andere methoden voor het leveren van dosis-escalatie straling met een hoge precisie, blijft onbeslist of SBRT kan gelijkwaardige therapeutische doeltreffendheid te bieden zo laag en de hoge dosis-rate brachytherapie. Inderdaad, brachytherapie is het meer in het algemeen en de valideringvan techniek om stralingsdosis escalatie te bereiken in gynaecologische kanker doelen. Als zodanig, zowel enthousiasme en voorzichtigheid geschikt zijn in het lezen van beschikbare SBRT gegevens voor de behandeling van gynaecologische kankers.
Disclosures
Wij (CAK, JMB, RD) hebben niets te onthullen.
Acknowledgments
Dit onderzoek werd ondersteund door de zaak Comprehensive Cancer Center (P30 CA43703).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cyberknife system | Accuray |
References
- Sherouse, G., Bourland, J., Reynolds, K. Virtual simulation in the clinical setting: some practical considerations. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 19, 1059-1065 (1990).
- Dickesn, C. Personalized fixation using a vacuum consolidation technique. Br. J. Radiol. 54, 257-258 (1981).
- Wunderink, W. Reduction of respiratory liver tumor motion by abdominal compression in stereotactic body frame, analyzed by tracking fiducial markers implanted in liver. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 71, 907-915 (2008).
- Mageras, G., Yorke, E. Deep inspiration breath hold and respiratory gating strategies for reducing organ motion in radiation treatments. Semin. Radiat. Oncol. 14, 65-75 (2004).
- Wong, J., Sharpe, M., Jaffray, D. The use of active breathing control (ABC) to reduce margin for breathing motion. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 44, 911-919 (1999).
- Ford, E., Mageras, G., Yorke, E. Respiration-correlated spiral CT: a method of measuring respiratory-induced anatomic motion for radiation treatment planning. Med. Phys. 30, 88-97 (2003).
- Kunos, C. Cyberknife radiosurgery for squamous cell carcinoma of the vulva after prior pelvic radiation therapy. Technol. Cancer Res. Treat. 7, 375-380 (2008).
- Kunos, C. Stereotactic body radiosurgery for pelvic relapse of gynecologic malignancies. Technol. Cancer Res. Treat. 8, 393-400 (2009).
- Kilby, W., Dooley, J., Kuduvalli, G., Sayeh, S., Maurer, C. The Cyberknife robotic radiosurgery system in 2010. Technol. Cancer Res. Treat. 9, 431-438 (2010).
- Ozhasoglu, C. Synchrony – Cyberknife Respiratory Compensation Technology. Med. Dosimetry. 33, 117-123 (2008).
- Hoogeman, M. Clinical Accuracy of the Respiratory Tumor Tracking System of the Cyberknife: Assessment By Analysis of Log Files. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 74, 297-303 (2009).
- Antypas, C., Pantelis, E. Performance evaluation of a CyberKnife G4 image-guided robotic stereotactic radiosurgery system. Phys. Med. Biol. 53, 4697-4718 (2008).
- Wilcox, E., Daskalov, G. Evaluation of GAFCHROMIC EBT film for Cyberknife dosimetry. Med. Phys. 34, 1967-1974 (2007).
- Echner, G. The design, physical properties and clinical utility of an iris collimator for robotic radiosurgery. Phys. Med. Biol. 54, 5359-5380 (2009).
- Choi, C. Image-guided stereotactic body radiation therapy in patients with isolated para-aortic lymph node metastases from uterine cervical and corpus cancer. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 74, 147-153 (2009).
