Behandeling van lever metastasen met behulp van een interne doel Volume methode voor lichaam stereotactische radiotherapie
8 mei 2018
Lichaam stereotactische radiotherapie (SBRT) vereist strenge nauwkeurigheid en precisie voor het leveren van hoge stralingsdoses per fractie aan kleine behandeling volumes te verbeteren van de controle van de tumor en tegelijkertijd verminderen toxiciteit. Hierin presenteren wij een noninvasive en klinisch handige respiratoire beweging-beheerprotocol voor SBRT voor lever metastasen.
Het algemene doel van deze bewegingsbeheersings- en beeldgestuurde techniek is om stereotactische lichaamsradiotherapie of SBRT te gebruiken voor de behandeling van levermetastasen. Deze maatregel kan helpen om SBRT een aanzienlijk meer haalbare en toegankelijke optie te maken voor de behandeling van levermetastasen. De belangrijkste voordelen van deze techniek zijn dat deze niet-invasief is, geen uitgebreide training vereist en een beter beheersbare behandeling is en het werkt voor zowel patiënten als het personeel.
We hadden voor het eerst het idee toen we een vergelijking maakten tussen fiducial marker, luchtademcontrole en volwaardige computertomografie of CT met buikcompressorgebruik bij de bestraling van hepatocellulaire carcinomen. De procedure zal worden gedemonstreerd door Yang-Bin Lin, een technicus van onze afdeling. Plaats de patiënt om te beginnen in de rugligging, met het hoofd eerst en de armen over het hoofd, en zet de patiënt vast op de tafel.
Maak een persoonlijke vacuümzak volgens de positie en lichaamsvorm van de patiënt en bedek de patiënt met het dekvel. Plaats een buikcompressor en markeer de diepte van de compressor. Plaats vervolgens een ademhalingssensor op de borstwand en monitor de ademhalingsgolfvorm.
Om CT-beelden voor radiotherapiebehandelingsplanning te verkrijgen, selecteert u eerst de 4D-CT-modus met een snededikte van drie millimeter. Klik op gaan op zowel het scherm als het bedieningspaneel om een SERV-U-scan uit te voeren voor het verkrijgen van zowel de voorste, achterste en laterale weergaven van de patiënt. Op de helicoidale scanpagina, stelt u het CT-scandekkingsgebied in zodat het zich uitstrekt van de apex van beide longen tot vijf centimeter van de caudale rand van de lever.
Op de pulmonaire gating-scanpagina, stelt u het 4D-CT-scanveld in om de lever te bedekken, die zich drie tot vijf centimeter uitstrekt vanaf zowel de craniale als caudale leverranden. Wanneer de ademhalingsgolfvorm drie minuten stabiel is, injecteert u 100 milliliter van een geschikt contrastmiddel via een 18-gauge IV-katheter in de antecubitale ader met een snelheid van vier tot vijf milliliter per seconde. 15 seconden nadat al het middel is geïnjecteerd, voert u een gecontrasteerd aaneengesloten helicoidale CT-scan uit.
Klik vervolgens op volgende serie om een 4D-CT-scan uit te voeren. Voor radiotherapiebehandelingsplanning, importeert u eerst de beelden van de CT-simulatie en diagnostische scans in het planningssysteem. Om de uitzaaiingen in het bruto tumorvolume en aangrenzende organen op risico te contureren, selecteert u eerst een orgaan van belang en een contourtool om het orgaan in elke snede van de CT-snede te selecteren.
Het bruto tumorvolume kan worden bepaald aan de hand van de diagnostische beelden van de CT-scan, MRI en opaque scans. Evenals de contrastbeelden van de CT-simulatie. Contureer vervolgens het interne doelvolume van de tumoren volgens de orgaanbeweging die wordt waargenomen op de dynamische trackingafbeeldingen en voeg een vijf millimeter marge toe aan het interne doelvolume om het planningsdoelvolume te verkrijgen.
Bekijk alle dynamische beelden van het gehele levergebied om de beweging van de tumor en de lever tijdens de ademhaling te bepalen. Contureer vervolgens het interne doelvolume in alle dynamische snijdingen om de volledige tumorbeweging te omvatten. Op de dag van de behandeling, identificeert u de patiënt eerst met naam, geboortedatum en identiteitskaart.
Plaats de patiënt in de vacuümzak. Plaats het dekvel en fixeer de buikcompressor zoals zojuist is gedemonstreerd. Wanneer de patiënt klaar is, verwerft u een 4D-kegelstraal CT-beeld en past u de tafel aan om de doellocatie die is verkregen op het 4D-kegelstraal CT-beeld te correleren met die welke is verkregen op de simulatie-CT-beelden.
Aan het einde van de scan, laadt u het beeld in het beeldgestuurde radiotherapiesysteem. De bovenste linker- en onderste rechterbeelden zijn afkomstig van de CT-simulatie voor het contouren en de behandelingsplanning. De bovenste rechter- en onderste linkerbeelden zijn afkomstig van de 4D-kegelstraal CT. Vergelijk het verschil in patiëntpositie volgens beelden uit de CT-simulatie en bevestig de behandellocatie dagelijks.
Vervolgens past u de tafelpositie handmatig aan om de set-up fout van de patiëntpositie te elimineren. Noteer en druk de parameters voor dagelijkse aanpassingen af. Bevestig vervolgens het behandelplan en de systeeminstelling en klik op gaan om de behandeling te starten, waarbij u de patiënt gedurende de hele behandeling met real-time camera's monitort om de veiligheid van de patiënt te garanderen.
In deze studie heeft een SBRT-behandelplan succesvolle radiotherapieplanning aangetoond voor twee hepatocellulaire uitzaaiingen waarvoor chirurgie of een andere lokale ablatietherapie niet haalbaar was. De twee uitzaaiingen waren drie centimeter en 4,3 centimeter lang met respectievelijk 13 kubieke centimeter en 22 kubieke centimeter volumes. De voorgeschreven dosis was 50 grays in vijf fracties en de vier gedeeltelijke stralingsbogen waren gericht om de organen op risico te vermijden.
Deze dosisvolumehistogrammen illustreren de dekking over beide tumoren met 100%van het volume van het planningsdoelvolume dat bedekt is met meer dan 95%van de voorgeschreven dosis, en met de stralingsdoses naar de organen op risico, binnen een passend beperkt bereik. Eenmaal beheerst, kunnen de CT-simulatie en beeldgeleiding voorafgaand aan elke fractie-stappen, in 10 minuten per keer worden voltooid als ze goed worden uitgevoerd. Bij het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om de toestand van de patiënt te monitoren om te bevestigen dat ze kunnen tolereren en normaal kunnen ademen onder de buikcompressie.
Na de implementatie ervan, heeft deze techniek de weg geëffend voor radio-oncologen bij het inspireren van lokale controle van alle lokale metastasen in de lever zonder invasieve bewegingsbeheersing of ongemakkelijke beeldgeleidingstechnieken in SBRT. Na het bekijken van deze video, zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u een 4D-CT-scan met buikcompressor in be
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel presenteert een gedetailleerd protocol voor het gebruik van stereotactische lichaamsbestraling (SBRT) met vierdimensionale computertomografie (4D-CT) en een abdominale compressor (AC) voor de behandeling van levermetastasen. De techniek biedt een niet-invasieve, efficiënte en nauwkeurige benadering voor lokale tumorkontrole, met name voor patiënten die niet opereerbaar zijn of ongeschikt zijn voor andere lokale ablatiebehandelingen. Het protocol legt de nadruk op patiëntcomfort, reproduceerbaarheid en effectief beheer van de ademhalingsbeweging tijdens de planning en uitvoering van de radiotherapie.
Belangrijke studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Radiologische Oncologie
- Medische Beeldvorming
- Kankertherapie
Achtergrond
- SBRT brengt een hoge dosis precieze straling toe aan tumoren, waardoor de blootstelling van het omliggende gezonde weefsel wordt geminimaliseerd.
- Traditionele technieken voor bewegingsbeheersing kunnen invasief zijn of onhandig voor patiënten.
- 4D-CT met een abdominale compressor maakt een niet-invasieve, reproduceerbare beheersing van de ademhalingsbeweging mogelijk.
- Deze aanpak wordt steeds vaker toegepast bij hepatische laesies, hoewel de protocollen verschillen van die voor pulmonale laesies.
Doel van de studie
- Om een nieuw protocol voor SBRT met gebruik van 4D-CT en een abdominale compressor voor levermetastasen te beschrijven en te demonstreren.
- Om een niet-invasief, patiëntvriendelijk alternatief te bieden voor bewegingsbeheersing tijdens radiotherapie.
- Om de haalbaarheid en toegankelijkheid van SBRT voor hepatische oligometastasen te verbeteren.
Gebruikte methoden
- Positionering van de patiënt in een gepersonaliseerde vacuümzak met de armen boven het hoofd en toegepaste abdominale compressie.
- Plaatsing van een ademhalingssensor om het respiratoire golfvormpatroon te monitoren.
- Acquisitie van 4D-CT-beelden met contrast voor de behandelplanning, waarbij de lever en aangrenzende gebieden worden gedekt.
- Contourering van het bruto tumorvolume, het intern doelvolume (rekening houdend met ademhalingsbeweging) en het planningsdoelvolume.
- Dagelijkse beeldgeleiding met 4D cone beam CT om de positionering van de patiënt vóór elke bestralingsfractie te verifiëren en aan te passen.
- Toediening van SBRT met real-time patiëntmonitoring voor de veiligheid.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle planning en uitvoering van SBRT voor twee hepatische metastasen (3,0 cm en 4,3 cm in lengte).
- Voorgeschreven dosis van 50 Gy in vijf fracties, met vier partiële boogbundels om risico-organen te sparen.
- 100% van het planning target volume ontving meer dan 95% van de voorgeschreven dosis, terwijl de risico-organen binnen de veilige dosislimieten bleven.
- CT-simulatie en stappen voor beeldgeleiding kunnen efficiënt worden voltooid (ongeveer 10 minuten per stap) zodra deze beheerst zijn.
Conclusies
- Het beschreven protocol maakt precieze, niet-invasieve SBRT voor levermetastasen mogelijk met een effectieve bewegingsbeheersing.
- Deze techniek is toegankelijk, vereist minimale training en wordt goed verdragen door patiënten.
- Het breidt de mogelijkheden voor lokale controle van hepatische oligometastasen uit, vooral voor patiënten die ongeschikt zijn voor invasieve procedures.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor directie
Precieze bewegingsbeheersing bij stereotactische lichaamsbestraling (SBRT) voor levermetastasen pakt een kritieke uitdaging aan bij het toedienen van een hoge, gelokaliseerde dosis aan bewegende targets. De integratie van vierdimensionale computertomografie (4D-CT) met een abdominale compressor maakt reproduceerbare, niet-invasieve targeting mogelijk, wat bijdraagt aan de voorspellende betrouwbaarheid van lokale tumorcontrole. Dit protocol verbetert de haalbaarheid en schaalbaarheid van SBRT voor inoperabele hepatische laesies, wat een directe impact heeft op de vroege klinische translatie en portfolio-uitbreiding.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt kwantitatieve beoordeling van tumormobiliteit en doelafbakening mogelijk voor radiotherapie-studies.
- Ondersteunt biologische risicovermindering door nauwkeurige mapping van tumorgrenzen en risico-organen.
- Verbetert het voorspellend vertrouwen in de uitkomsten van lokale controle voor preklinische en translationele modellen.
Screening & Assayontwikkeling
- Standaardiseert beeldgevings- en bewegingsbeheerprotocollen voor reproduceerbare radiotherapieplanning.
- Faciliteert kwantitatieve meting van de dosisverdeling en de doelvolumedekking.
- Maakt betrouwbare evaluatie mogelijk van nieuwe radiotherapieregimes of radiosensibilisatoren in bewegende organsystemen.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Sluit aan bij ziekterelevante modellen door rekening te houden met door ademhaling geïnduceerde tumormobiliteit.
- Ondersteunt de continuïteit van discovery tot preklinische validatie van lokale ablatiestrategieën.
- Biedt een platform voor risico-gecorrigeerde voortgang van niet-invasieve radiotherapietechnologieën.
Pipeline- & workflowintegratie
Dit protocol positioneert bewegingsbeheer bij SBRT op basis van 4D-CT als een brug van ontdekkingsbiologie naar translationeel en preklinisch radiotherapieonderzoek, waardoor robuuste doelwitvalidatie en kwantitatieve analyses mogelijk worden.
- Discovery Biology: Levert reproduceerbare hypothesetoetsing voor tumorbeweging en de definitie van het doelvolume.
- Screening: Biedt gestandaardiseerde, kwantitatieve beeldgevingsresultaten voor protocoloptimalisatie.
- Analytics: Maakt dosis-volumehistogramanalyse en comparatieve beoordeling van behandelplannen mogelijk.
- Translationeel onderzoek: Waarborgt continuïteit bij het evalueren van niet-invasieve lokale ablatie in zowel preklinische als klinische settings.
- Enterprise Reuse: Vestigt een schaalbare, niet-invasieve workflow die aanpasbaar is aan andere bewegende orgaansystemen.
Operationele en bedrijfsmatige impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij radiotherapie-targeting.
- Operationele waarde: Stroomlijnt de workflow met niet-invasieve, reproduceerbare procedures die minimale training vereisen.
- Strategische waarde: Ondersteunt efficiënte go/no-go-beslissingen voor lokale ablatiestrategieën bij bewegende targets.
- Impact op portfolio: Maakt risico-gecorrigeerde prioritering mogelijk van radiotherapie-innovaties voor inoperabele metastasen.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereist expertise in radiotherapieplanning en beeldgestuurd bewegingsbeheer.
- Toegang tot 4D-CT-beeldvorming, abdominale compressieapparatuur en geavanceerde planningssoftware is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor protocollen voor beeldvorming, contouring en behandelaanbieding.
- Aanpassing kan nodig zijn voor verschillende tumorlocaties of patiëntenpopulaties.
- De tolerantie van de patiënt en de respiratoire stabiliteit onder compressie moeten gedurende de gehele behandeling worden gemonitord.
