Summary
Stereotaktisk kroppen strålbehandling (SBRT) innefattar bildstyrd, ablativ strålning som avges till cancer mål behandlingsresistenta mot kemoterapi eller till konventionell strålbehandling. Den robot-armad CyberKnife SBRT systemet, med hjälp av sofistikerad målet lokalisering, ger hypofraktionerad stråldoser kan sterilisering cancer mål. Denna artikel kommer att överväga nya terapeutiska roller SBRT för gynekologiska cancerformer.
Abstract
Stereotaktisk kroppen strålbehandling (SBRT) utmärker sig genom nödvändiggör styvare patienten immobilisering, som står för respiratorisk rörelse, intrikata behandlingsplanering, ombord imaging och minskat antal ablativ stråldoser cancer mål brukar refraktära mot kemoterapi och konventionella strålning. Brant SBRT stråldos avlämningsplatser tillstånd smala "pencil beam" behandling fält som skall användas för ablativ strålbehandling kondenseras i 1 till 3 behandlingar.
Behandlande läkare måste inse att SBRT kommer vid en större risk för normal vävnad skada och chansen av geografisk tumör miss. Båda måste hanteras genom immobilisering av cancer mål och av hög precision behandling leverans. Cancer målet immobilisering har uppnåtts genom att använda indexerade anpassade Styrofoam avgjutningar, evakuerades väskor bönor eller kroppen fix formar med patienten oberoende av buken komprimering. 1-3 Intrafraction rörelse av cancer siktats på grund av andning nu kan minskas genom patient-responsiva metoder andedräkt hold, 4 patienten munstycket aktiva andning samordning, 5 andning-korrelerad datortomografi, 6 eller bildstyrd spårning av referenser implanterade i och runt en rörlig tumör. 7-9 i CyberKnife system (Accuray [Sunnyvale, CA]) använder en strålning linjäraccelerator monterade på en industriell robotarm som exakt följer patientens respiratoriska rörelse av en inställd kamera-spåras av lysdioder (LED) impregnerade på en väst monterad på en patient. 10 Betydande minskningar av marginalerna strålbehandling kan uppnås av rörelse spårning i slutändan gör en mindre volymer planeringsmål som bestrålas med submillimeter noggrannhet. 11-13
Cancer mål som behandlats med SBRT bestrålas av konvergerande, tätt kollimerade strålar. Resultat stråldosen till volym cancer mål histogram har en mer pronomenCED strålning "axeln" som indikerar hög täckning andel mål och en liten hög dos strålning "svans". Sålunda kommer en ökad målet conformality på bekostnad av minskad dos likformighet i SBRT cancer målet. Detta kan få konsekvenser för både efterföljande tumörkontroll i SBRT målet och normal vävnad tolerans för organen i risk. På grund av den kraftiga dosen falloff i SBRT sker möjligheten av dold sjukdom fly ablativ stråldosen vid cancer målen inte erkänns till fullo och otillräckliga SBRT dos marginaler tillämpas. Klinisk målvolymen (CTV) expansionen av 0,5 cm, vilket resulterar i en större planering målvolym (PTV), är associerad med ökad målet kontroll utan onödigt normal vävnad skadas. 7.8 Ytterligare minskning av sannolikheten för geografisk miss kan uppnås genom inkorporering av 2 - [18 C] fluor-2-deoxi-D-glukos (18 F-FDG) positronemissionstomografi (PET) 8 Användning av 18 F-FDG PET / CT i SBRT rehabiliteri.nt planering är bara början av försök att upptäcka nya avbildningstekniker mål molekylära signaturer för gynekologiska cancerformer.
Protocol
1. Stereotaktisk CyberKnife Strålkirurgi Samråd
- Beskriver CyberKnife radiokirurgi behandling. CyberKnife radiokirurgi innefattar användning av en linjär accelerator är monterad på en industriell robotarm liknande maskiner som används för att göra bilar. Robotarmen flyttar linjära acceleratorn i tre-dimensionell rymd runt en patient som det fortskrider genom flera behandling "stopp" för strålen leverans. Tvär-plan röntgenstrålar erhålles under behandlingen för att verifiera att patienten är i ett korrekt behandling läge. Eftersom behandling strålen leverans inte är begränsad till ett tvådimensionellt plan, ökar detta system ytterligare förmågan att leverera koncentrerade stråldoser cancer mål och samtidigt minimera stråldosen till kritiska hud och viscerala strukturer organ.
- Diskutera CyberKnife strålkirurgi risker. CyberKnife strålkirurgi kan resultera i möjliga garvning och rodnad i huden, trötthet, sällan illamående eller diarrhea, sällsynta visceral organskada, muskel-, nerv och ben skador, och mycket liten risk av andra cancer.
2. Stereotaktisk strålkirurgi CyberKnife utgångsreferensen Placering
- Beskriv referensmarkören placering. Kvinnor som behandlas för ihållande eller återkommande gynekologiska cancerformer genomgår operativ eller CT-guidad placering av minst tre enskilda 1,6 x 3 soft mm guld vävnad referenser (om storleken på ett riskorn) inom eller i närheten av cancer målet. Kirurgiska klämmor placerade vid före kirurgi inte är av tillräcklig densitet för att användas som radiokirurgiska referenserna. Kirurgiska klipp inte stör strålkirurgisk inriktning på grund av densiteten skillnaden.
- Ange utgångsreferensen positionering i förhållande till strålkirurgisk målet. Referenserna är placerade på olika vävnader djup kring strålkirurgisk målet och måste separeras med två centimeter eller mer. Referenserna är placerade inom 4 till 6 cm av den tArget.
3. Stereotaktisk CyberKnife Strålkirurgi Dosplanering
- Diskutera planering strålkirurgisk behandling. Minst en vecka efter utgångsreferensen placering (dvs. så att läkning har skett och utgångsreferensen rörelse minimeras), patienter genomgår CT-guidad SBRT behandling simulering. I vårt program har två-stifts lokaliserad evakuerade vakuum-bag bäcken immobilisering som används.
- Ange patientens placering på behandlingsbordet Kvinnor behandlas i liggande behandling position på CyberKnife strålkirurgisk platta bordsskiva.
- Diskutera mål och patienten immobilisering. Patienten kan genomgå evakuerat vakuum-bag immobilisering för att minska intrafraction rörelse under stråldos leverans. När immobiliserade kvinnor genomgå icke-kontrasterade sammanhängande axiell CT med hög upplösning avbildning (1 till 1 stigning, 1,0 mm skivtjocklek, spänning 120 kVp, 450 mAs).
- Diskutera användning av avanceradavbildning för mål lokalisering. Efter CT, kvinnor genomgår lämpligen konventionella 18 F-FDG PET / CT i samma SBRT behandling position. Alternativt kan kvinnor genomgår konventionell kontrast bäckenet magnetisk resonanstomografi.
- Beskriv bilden co-registrering för strålkirurgisk behandling planering. Bilder från hög upplösning CT och 18 F-FDG PET / CT importeras för omvänd dosplanering på Multiplan 3.5.2 Treatment Planning System (Accuray).
- Beskriv laget förhållningssätt till strålkirurgisk behandling planering. För dosplanering, både strålning onkolog och gynekologiska onkolog konturlinjer cancer mål kliniska volymer mål (färgtelevisionsmottagare). Andra sjukdomar i riskzonen vävnad formad och ingår i färgtelevisionsmottagare. I närheten av normal vävnad strukturer såsom tunntarmen, ändtarmen, urinblåsan, lever, njurar, lungor, bilaterala proximala lårben, vagina och sakrala nervrötter är profilerade medstrålningen onkolog.
- Beskriv recept stråldos. En strålningen recept dos av 3 x 800 cGy = 2400 cGy (vanligen till 70% stråldosen line) har valts. I en 200 cGy biologisk ekvivalent dos beräkning är nästan 6170 cGy levereras med detta recept antar en "α / β" förhållandet 10 för tumör. Den strålning från en SBRT linjäraccelerator kollimeras antingen genom en av 12 fasta volfram cirkulära kollimatorer (5 till 60 mm) eller genom att använda en volfram-kopparlegering segmenterad hexagon IRIS kollimatorn. Ha en tolerans av strålning och användning av 14 normala organ dos-volym histogram parametrar för normal vävnad begränsning under ablativ stereotaktisk strålkirurgi är listade i tabell 1.
4. Stereotaktisk CyberKnife Strålkirurgi behandling Leverans
- Utför cross-planet bilden verifiering. Under CyberKnife SBRT, mjuk-vävnad referenserna(Eller i vissa fall stela anatomiska landmärken som skallen för intrakraniella lesioner och ryggrad för ryggrad lesioner) spåras med cross-planet radiografisk avbildning och bekräftades att vara i det förväntade målet läge vid målet att lokalisera systemet (TLS) delsystem.
- Verifiera målet positionering. Referenser spåras i tre och upp till sex frihetsgrader (dvs. x, y, z, pitch, roll och gir). Bilder som genereras av TLS automatiskt registreras och jämföras med digitalt rekonstruerade röntgenbilder (DRR) som genereras från den första behandlingen planerar datortomografi.
- Kontrollera målet positionering. Om resultaten av automatiska registreringen visar att referenserna har skiftat över fördefinierade toleranser i någon av de sex frihetsgrader (x, y, z, pitch, roll och gir), är behandling automatiskt pausas. Ompositionering av patienten sker därefter.
- Tänk målet rörelse. Mål som rör sig med luftvägarna rörelse är treated utnyttja Synchrony delsystemet Respiratory Tracking (Synchrony). Med användning av en kamera monterad i behandlingsrummet, spårar systemet kontinuerligt patientens andningsmönster (dvs. erhålla yttre positionsdata) med användning av Ijusemitterande dioder (LED) som fästs på en väst runt patientens bröstkorg. 10 Tillsammans med utgångsreferensen lokaliseringsinformation (inre positionsdata) erhölls från tvär-plan röntgenstrålar, bygger Synchrony systemet en korrelation modell med de externa data och de interna data. Denna korrelation modell tillåter den robotliknande arm för att följa varje respiratorisk rörelse orsakad av målet, medan under leveransen av varje och samtliga strålar behandling.
- Behandlingen kan innebära 100-150 leveransbara behandling positioner robotarmen. Behandlingar kan pågå 30 till 90 minuter.
5. Representativa resultat
Stereotaktisk strålterapi (SBRT) kan innebära många individuella strålar ( blå vektorer) Alla konvergerande på en eller flera närstående kliniska strålning mål, som visas i figur 1A. En representativ god strålkirurgisk planering resultatet ger en slutprodukt SBRT behandling med hög strålningsdos cancer målvolymen täckning och cancer målet conformality. Figurerna 1B-D visar 131 strålar användes för att behandla på ett bäcken återfall av en chemorefractory äggstockscancer målet under 42 minuter. SBRT förskrivits till 80% stråldosen linjen gjorde 100% klinisk täckning målvolymen med en conformality index 1,94 för en total dos av 2400 cGy i tre dagliga 800 cGy fraktioner. De dos-volym histogram för klinisk målet (röd) och för de kritiska strukturer ändtarmen (brun), urinblåsa (gul), (orange) i tunntarmen (ljusblå) sakralnerverna (TAN) och höfter visas i figur 2.
Figur 1.tp :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/3793/3793fig1large.jpg "target =" _blank "> Klicka här för att visa en större bild.
Figur 2. Dos-volym histogram för klinisk målet (röd) och för de kritiska strukturer ändtarmen (brun), urinblåsa (gul), tunntarm (ljusblå) sakralnerverna (TAN) och höfter (orange).
Discussion
Uppmuntra tidiga SBRT resultat har underblåst klinisk undersökning av strålkirurgi för behandling av ihållande eller återkommande gynekologiska cancerformer. 7, 8, 15 Data ifrågasätta radiobiologiska effekter och läge av celldöd till följd av SBRT. Små kliniska studier har visat att ablativ stråldoser som tillhandahålls av SBRT ge riktade priser för bekämpning av sjukdomen som överstiger 90%. Till skillnad från vid konventionell strålning har det varit en utmaning att kombinera SBRT med radiosensibiliserande och cytotoxiska / cytostatiska kemoterapi. Bättre cancer inriktning genom ökade volymer planering av behandlingen utbyggnader och genom införandet av 18 F-FDG PET / CT bilder har förbättrats kliniska resultat. Även om det är absolut nödvändigt att undersöka andra metoder för att leverera dos-upptrappade strålning med hög precision, är det fortfarande inte bestämt om SBRT kan ge lika terapeutisk effektivitet som låg och hög dosrat brachyterapi. Faktum är brachyterapi desto mer vanliga och Validaterat teknik för att uppnå upptrappning av stråldosen i gynekologisk cancer mål. Som sådan, både entusiasm och försiktighet är lämpliga att läsa tillgängliga SBRT data för behandling av gynekologiska cancerformer.
Disclosures
Vi (CAK, JMB, RD) har inget att lämna ut.
Acknowledgments
Denna forskning stöds av mål 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).
