Artykuł metodologiczny

Radiochirurgia stereotaktyczna w leczeniu nowotworów ginekologicznych

22.2K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/3793

⸱

17 kwietnia 2012

 ,  , 
1Department of Radiation Oncology, University Hospitals Case Medical Center and Case Western Reserve University School of Medicine, 2Department of Obstetrics and Gynecology, Division of Gynecologic Oncology, University Hospitals Case Medical Center and Case Western Reserve University School of Medicine

W tym artykule

Podsumowanie

Stereotaktyczna radioterapia ciała (SBRT) polega na ablacyjnym napromieniowaniu celów nowotworowych opornych na chemioterapię lub konwencjonalne leczenie radiacyjne, z wykorzystaniem naprowadzania obrazowego. System SBRT Cyberknife z ramieniem robotycznym, dzięki zaawansowanej lokalizacji celu, dostarcza hipofrakcjonowane dawki promieniowania zdolne do sterylizacji ognisk nowotworowych. Niniejszy artykuł omówi nowe role terapeutyczne SBRT w leczeniu nowotworów ginekologicznych.

Streszczenie

Stereotaktyczna radioterapia ciała (SBRT) wyróżnia się koniecznością zastosowania bardziej rygorystycznej immobilizacji pacjenta, uwzględnienia ruchów oddechowych, złożonego planowania leczenia oraz obrazowania pokładowego, a także mniejszej liczby ablacyjnych dawek promieniowania skierowanych do celów nowotworowych, które zazwyczaj są oporne na chemioterapię i konwencjonalną radioterapię. Gwałtowny spadek dawki promieniowania w SBRT pozwala na stosowanie wąskich pól terapeutycznych typu „pencil beam” w ablacyjnym leczeniu radiacyjnym, które koncentruje się w 1 do 3 sesjach zabiegowych.

Lekarze prowadzący muszą mieć świadomość, że SBRT wiąże się z większym ryzykiem uszkodzenia zdrowych tkanek oraz możliwością tzw. geograficznego pominięcia guza (geographic tumor miss). Oba te problemy należy rozwiązać poprzez unieruchomienie celu nowotworowego oraz wysokoprecyzyjną realizację leczenia. Unieruchomienie celu nowotworowego osiągano za pomocą indeksowanych, dopasowanych odlewów ze styropianu, próżniowych poduszek z granulatem lub form do stabilizacji ciała z niezależną od pacjenta kompresją brzucha.1-3 Ruchy wewnątrzfrakcyjne celów nowotworowych wynikające z oddychania można obecnie ograniczyć za pomocą technik wstrzymywania oddechu sterowanych reakcją pacjenta,4 aktywnej koordynacji oddechu za pomocą ustnika,5 tomografii komputerowej skorelowanej z oddychaniem6 lub śledzenia obrazowego znaczników (fiducials) wszczepionych w obrębie i wokół ruchomego guza.7-9 System Cyberknife (Accuray [Sunnyvale, CA]) wykorzystuje liniowy akcelerator promieniowania zamontowany na przemysłowym ramieniu robotycznym, które precyzyjnie śledzi ruchy oddechowe pacjenta za pomocą zestawu diod emitujących światło (LED) zamocowanych na kamizelce pacjenta i monitorowanych przez kamerę.10 Dzięki śledzeniu ruchu możliwe jest znaczne zmniejszenie marginesów radioterapii, co w rezultacie pozwala na zdefiniowanie mniejszych objętości celu planowania (planning target volumes), które są napromieniowywane z dokładnością submilimetrową.11-13

Cele nowotworowe leczone metodą SBRT są napromieniane za pomocą zbieżnych, wąskoskolimowanych wiązek. Wynikowe histogramy dawki promieniowania dla objętości celu nowotworowego wykazują bardziej wyraźne „ramię” promieniowania, co wskazuje na wysoki procent pokrycia celu, oraz niewielki „ogon” promieniowania wysokodawkowego. Zatem zwiększona konformalność celu odbywa się kosztem zmniejszonej jednorodności dawki w celu nowotworowym w SBRT. Może to mieć znaczenie zarówno dla późniejszej kontroli guza w celu SBRT, jak i dla tolerancji tkanek zdrowych w narządach zagrożonych. Ze względu na gwałtowny spadek dawki w SBRT, istnieje możliwość wystąpienia utajonej choroby, która uniknie ablacyjnej dawki promieniowania, jeśli cele nowotworowe nie zostaną w pełni rozpoznane lub zostaną zastosowane niewystarczające marginesy dawki SBRT. Rozszerzenie klinicznej objętości celu (CTV) o 0,5 cm, skutkujące większą planistyczną objętością celu (PTV), wiąże się ze zwiększoną kontrolą celu bez nadmiernego uszkodzenia tkanek zdrowych.7,8 Dalszą redukcję prawdopodobieństwa błędu geograficznego można osiągnąć poprzez włączenie pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) z użyciem 2-[18F]fluoro-2-deoksy-D-glukozy (18F-FDG).8 Wykorzystanie 18F-FDG PET/CT w planowaniu leczenia SBRT to dopiero początek prób odkrycia nowych obrazowych sygnatur molekularnych celów w nowotworach ginekologicznych.

Protokół

1. Konsultacja w zakresie stereotaktycznej radiochirurgii CyberKnife

  1. Opisz zabieg radiocyrurgii Cyberknife. Radiocyrurgia Cyberknife wykorzystuje akcelerator liniowy zamontowany na przemysłowym ramieniu roboczym, podobnym do maszyn stosowanych w produkcji samochodów. Ramię robocze przemieszcza akcelerator liniowy w przestrzeni trójwymiarowej wokół pacjenta, przechodząc przez wiele „punktów przystankowych” w celu dostarczenia wiązki. Podczas zabiegu wykonywane są promienie rentgenowskie w przekroju, aby zweryfikować, czy pacjent znajduje się w prawidłowej pozycji terapeutycznej. Ponieważ dostarczanie wiązki terapeutycznej nie jest ograniczone do płaszczyzny dwuwymiarowej, system ten dodatkowo zwiększa możliwość dostarczania skoncentrowanych dawek promieniowania do celów nowotworowych, minimalizując jednocześnie dawkę promieniowania w krytycznych strukturach skóry i narządów wewnętrznych.
  2. Omów ryzyko związane z radiocyrurgią Cyberknife. Radiocyrurgia Cyberknife może skutkować możliwym opaleniem i zaczerwienieniem skóry, zmęczeniem, rzadkimi nudnościami lub biegunką, rzadkimi uszkodzeniami narządów wewnętrznych, uszkodzeniami mięśni, nerwów i kości oraz bardzo niskim ryzykiem wystąpienia drugiego nowotworu.

2. Umieszczanie markerów referencyjnych do stereotaktycznej radiocyrurgii Cyberknife

  1. Opis rozmieszczenia markerów fiducjalnych. Kobiety leczone z powodu utrwalonych lub nawrotowych nowotworów ginekologicznych przechodzą zabieg operacyjnego lub sterowanego tomograficznie (CT) umieszczenia co najmniej trzech pojedynczych złotych markerów fiducjalnych do tkanek miękkich o wymiarach 1,6 x 3 mm (wielkości ziarnka ryżu) w obrębie lub w pobliżu celu nowotworowego. Klipsy chirurgiczne umieszczone podczas wcześniejszej operacji nie mają wystarczającej gęstości, aby służyć jako markery fiducjalne w radiochirurgii. Klipsy chirurgiczne nie zakłócają celowania radiochirurgicznego ze względu na różnicę w gęstości.
  2. Określenie pozycji markerów fiducjalnych względem celu radiochirurgicznego. Markery fiducjalne są umieszczane na różnych głębokościach tkanki wokół celu radiochirurgicznego i muszą być oddalone od siebie o dwa centymetry lub więcej. Markery fiducjalne są pozycjonowane w odległości od 4 do 6 centymetrów od celu.

3. Planowanie zabiegu stereotaktycznej radiocyrurgii systemem Cyberknife

  1. Omówienie planowania leczenia radiochirurgicznego. Co najmniej tydzień po umieszczeniu markerów fiducjalnych (aby zapewnić zagojenie tkanek i zminimalizować przemieszczanie się markerów), pacjentki poddawane są symulacji leczenia SBRT pod kontrolą CT. W naszym programie stosowana jest imobilizacja miednicy za pomocą dwupinowego, lokalnego podciśnieniowego worka próżniowego.
  2. Wskazanie ułożenia pacjentki na stole zabiegowym. Kobiety są leczone w pozycji na plecach na płaskim stole radiochirurgicznym systemu Cyberknife.
  3. Omówienie imobilizacji celu i pacjentki. Pacjentka może zostać poddana imobilizacji w podciśnieniowym worku próżniowym w celu ograniczenia ruchów wewnątrzfrakcyjnych podczas dostarczania dawki promieniowania. Po unieruchomieniu kobiety poddawane są niekontrastowemu, przyległemu obrazowaniu CT w przekroju osiowym o wysokiej rozdzielczości (pitch 1 do 1, grubość warstwy 1.0 mm, napięcie 120 kVp, 450 mAs).
  4. Omówienie zastosowania zaawansowanego obrazowania do lokalizacji celu. Po badaniu CT kobiety poddawane są najlepiej konwencjonalnemu obrazowaniu 18F-FDG PET/CT w tej samej pozycji do leczenia SBRT. Alternatywnie kobiety mogą zostać poddane konwencjonalnemu kontrastowemu rezonansowi magnetycznemu miednicy.
  5. Opis korejestracji obrazów dla planowania leczenia radiochirurgicznego. Obrazy z CT o wysokiej rozdzielczości oraz 18F-FDG PET/CT są importowane do odwrotnego planowania leczenia radiacyjnego w systemie planowania leczenia MultiPlan 3.5.2 (Accuray).
  6. Opis podejścia zespołowego do planowania leczenia radiochirurgicznego. Podczas planowania leczenia zarówno onkolog radioterapeuta, jak i onkolog ginekolog wyznaczają kliniczne objętości celu (CTVs) nowotworu. Inne tkanki zagrożone chorobą są również obrysowywane i wliczane do CTVs. Sąsiednie struktury tkanek zdrowych, takie jak jelito cienkie, odbytnica, pęcherz moczowy, wątroba, nerki, płuca, obustronne proksymalne części kości udowych, pochwa i korzenie nerwów krzyżowych, są obrysowywane przez onkologa radioterapeutę.
  7. Opis przepisania dawki promieniowania. Wybrano dawkę promieniowania 3 × 800 cGy = 2400 cGy (zazwyczaj do linii izodozy 70%). W obliczeniach biologicznej dawki równoważnej 200 cGy, przy założeniu stosunku „α/β” równego 10 dla guza, zgodnie z tym przepisem dostarczane jest prawie 6170 cGy. Promieniowanie emitowane z akceleratora liniowego SBRT jest kolimowane albo za pomocą jednego z 12 stałych, wolframowych kolimatorów okrągłych (5 do 60 mm), albo za pomocą segmentowanego, sześciokątnego kolimatora IRIS ze stopu wolframu i miedzi.14 Organy zdrowe mają określoną tolerancję na promieniowanie; parametry histogramu dawka-objętość stosowane jako ograniczenia dla tkanek zdrowych podczas ablacyjnej radiochirurgii stereotaktycznej wymieniono w Tabeli 1.

4. Realizacja zabiegu stereotaktycznej radiocyrurgii CyberKnife

  1. Przeprowadź weryfikację obrazu w płaszczyznach krzyżowych. Podczas zabiegu SBRT systemem Cyberknife znaczniki w tkankach miękkich (lub w niektórych przypadkach sztywne punkty anatomiczne, takie jak czaszka w przypadku zmian wewnątrzczaszkowych i kręgosłup w przypadku zmian w kręgosłupie) są śledzone za pomocą radiografii w płaszczyznach krzyżowych, a ich obecność w oczekiwanym miejscu docelowym jest potwierdzana przez podsystem lokalizacji celu (TLS).
  2. Zweryfikuj pozycjonowanie celu. Znaczniki są śledzone w trzech i do sześciu stopniach swobody (tj. x, y, z, pochylenie, obrót i odchylenie). Obrazy generowane przez TLS są automatycznie rejestrowane i porównywane z cyfrowo zrekonstruowanymi radiogramami (DRR) wygenerowanymi z początkowego skanu CT planowania leczenia.
  3. Zweryfikuj pozycjonowanie celu. Jeśli wyniki automatycznej rejestracji wykażą, że znaczniki przesunęły się poza zdefiniowane tolerancje w którymkolwiek z sześciu stopni swobody (x, y, z, pochylenie, obrót i odchylenie), leczenie jest automatycznie wstrzymywane. Następnie następuje ponowne pozycjonowanie pacjenta.
  4. Uwzględnij ruch celu. Cele poruszające się wraz z ruchem oddechowym są leczone przy użyciu podsystemu śledzenia oddechowego Synchrony (Synchrony). Dzięki zastosowaniu kamery zamontowanej w sali zabiegowej system nieustannie śledzi wzorzec oddychania pacjenta (tj. pozyskuje zewnętrzne dane pozycyjne) za pomocą diod emitujących światło (LED) przymocowanych do kamizelki wokół klatki piersiowej pacjenta.10 Wraz z informacjami o lokalizacji znaczników (wewnętrzne dane pozycyjne) uzyskanymi z promieni rentgenowskich w płaszczyznach krzyżowych, system Synchrony buduje model korelacji danych zewnętrznych i wewnętrznych. Model korelacji ten umożliwia ramieniu robota śledzenie każdego ruchu celu wywołanego oddychaniem podczas dostarczania wszystkich wiązek terapeutycznych.
  5. Leczenie może obejmować od 100 do 150 możliwych do zrealizowania pozycji ramienia robota. Zabiegi mogą trwać od 30 do 90 minut.

5. Reprezentatywne wyniki

Stereotaktyczna radioterapia ciała (SBRT) może obejmować wiele pojedynczych wiązek promieniowania (niebieskie wektory), z których wszystkie zbiegają się na pojedynczym lub wielu ściśle powiązanych klinicznych celach napromieniowania, jak pokazano na Rysunku 1A. Reprezentatywny, dobry wynik planowania radiochemicznego zapewnia możliwą do zrealizowania terapię SBRT z wysokim pokryciem objętości celu nowotworowego wysoką dawką promieniowania oraz wysoką konformalnością celu nowotworowego. Rysunki 1B-D pokazują, że w celu leczenia nawrotu miednicznego chemorezystentnego raka jajnika zastosowano 131 wiązek w czasie 42 minut. SBRT zaprogramowana dla linii izodozy 80% zapewniła 100% pokrycia klinicznej objętości celu z indeksem konformalności 1,94 dla całkowitej dawki 2400 cGy w trzech codziennych frakcjach po 800 cGy. Histogramy dawka-objętość dla celu klinicznego (czerwony) oraz dla struktur krytycznych: odbytnicy (brązowy), pęcherza moczowego (żółty), jelita cienkiego (jasnoniebieski), nerwów krzyżowych (beżowy) i bioder (pomarańczowy) przedstawiono na Rysunku 2.

Przekroje tomografii komputerowej z planowania radioterapii z rozkładem dawki i konturowaniem narządów dla analizy leczenia miednicy.
Rysunek 1. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większy rysunek.

Wykres dawka-efekt radioterapii nowotworów; objętość narządu vs. dawka promieniowania; analiza celu nowotworowego.
Rysunek 2. Histogramy dawka-objętość dla celu klinicznego (czerwony) oraz dla struktur krytycznych: odbytnicy (brązowy), pęcherza moczowego (żółty), jelita cienkiego (jasnoniebieski), nerwów krzyżowych (beżowy) i bioder (pomarańczowy).

Dyskusja

Obiecujące wczesne wyniki SBRT napędziły badania kliniczne nad zastosowaniem radiochirurgii w leczeniu uporczywych lub nawracających nowotworów ginekologicznych.7, 8, 15 Dostępne dane stawiają pytania dotyczące efektów radiobiologicznych oraz mechanizmu śmierci komórek wynikającej z SBRT. Niewielkie badania kliniczne wykazały, że ablacyjne dawki promieniowania podawane w ramach SBRT zapewniają wskaźnik kontroli choroby w obszarze docelowym przekraczający 90%. W przeciwieństwie do konwencjonalnej radioterapii, trudnym zadaniem okazało się łączenie SBRT z chemioterapią radiosensybilizującą oraz cytotoksyczną/cytostatyczną. Precyzyjniejsze celowanie w nowotwór poprzez zwiększenie marginesów objętości planowania leczenia oraz włączenie obrazowania 18F-FDG PET/CT poprawiło wyniki kliniczne. Choć konieczne jest poszukiwanie innych metod dostarczania zwiększonych dawek promieniowania z wysoką precyzją, pozostaje niejasne, czy SBRT może zapewnić skuteczność terapeutyczną równoważną z brachiterapią o niskiej i wysokiej mocy dawki. W rzeczywistości brachiterapia jest częściej stosowaną i lepiej zweryfikowaną techniką osiągania eskalacji dawki promieniowania w obrębie celów nowotworowych w ginekologii. W związku z tym, przy analizie dostępnych danych dotyczących SBRT w leczeniu nowotworów ginekologicznych, wskazany jest zarówno entuzjazm, jak i ostrożność.

Oświadczenia

My (CAK, JMB, RD) nie mamy żadnych konfliktów interesów do ujawnienia.

Podziękowania

Badania te były wspierane przez Case Comprehensive Cancer Center (P30 CA43703).

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
System CyberknifeAccuray

Bibliografia

  1. 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).
  2. Dickesn, C. Personalized fixation using a vacuum consolidation technique. Br. J. Radiol. 54, 257-258 (1981).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. Kunos, C. Cyberknife radiosurgery for squamous cell carcinoma of the vulva after prior pelvic radiation therapy. Technol. Cancer Res. Treat. 7, 375-380 (2008).
  8. Kunos, C. Stereotactic body radiosurgery for pelvic relapse of gynecologic malignancies. Technol. Cancer Res. Treat. 8, 393-400 (2009).
  9. 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).
  10. Ozhasoglu, C. Synchrony – Cyberknife Respiratory Compensation Technology. Med. Dosimetry. 33, 117-123 (2008).
  11. 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).
  12. Antypas, C., Pantelis, E. Performance evaluation of a CyberKnife G4 image-guided robotic stereotactic radiosurgery system. Phys. Med. Biol. 53, 4697-4718 (2008).
  13. Wilcox, E., Daskalov, G. Evaluation of GAFCHROMIC EBT film for Cyberknife dosimetry. Med. Phys. 34, 1967-1974 (2007).
  14. Echner, G. The design, physical properties and clinical utility of an iris collimator for robotic radiosurgery. Phys. Med. Biol. 54, 5359-5380 (2009).
  15. 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).

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Stereotaktyczna radioterapia cia asystem CyberKnifeledzenie marker w fiducjalnychunieruchomienie pacjentaledzenie ruch w oddechowychsystem planowania leczeniahistogram dawka obj tokliniczna obj to docelowaograniczenia dla tkanek zdrowychablacyjne dawki promieniowania
Radiochirurgia stereotaktyczna w leczeniu nowotworów ginekologicznych
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki Korzystania

Zasady

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.