Rastreamento Dinâmico Tumor do pulmão por estereotáxica ablativo Radioterapia do corpo
7 de junho de 2015
A radioterapia estereotáxica ablativa corporal (SBRT) envolve a entrega precisa de radiação de alta dose a alvos de tumores cancerígenos. Uma nova plataforma SBRT oferece um acelerador de radiação gimbaled inédito montado em um pórtico de anel de vedação giratório capaz de rastreamento dinâmico de tumor guiado por imagem. Aqui, descrevemos o rastreamento dinâmico de tumores para alvos pulmonares.
O objetivo geral deste procedimento é tratar tumores pulmonares com rastreamento dinâmico durante a radioterapia estereotáxica ablativa corporal. Isso é realizado primeiramente discutindo as opções de tratamento com o paciente, incluindo o rastreamento dinâmico durante a administração da radiação terapêutica a um tumor pulmonar. Em seguida, o alvo do tumor pulmonar é identificado marcando-o com um marcador fiducial permanente revestido de ouro.
Em seguida, é realizada a simulação guiada por TC, o delineamento pelo médico e o planejamento da dose de radiação. O passo final consiste em construir um modelo de correlação respiratória e iniciar o tratamento radioterápico com rastreamento dinâmico. Em última análise, o rastreamento dinâmico.
Durante a radioterapia estereotáxica ablacional corporal, utiliza-se dose terapêutica de radiação para tratar tumores pulmonares em movimento com toxicidade mínima. A principal vantagem dessa técnica de radioterapia estereotáxica corporal em comparação com métodos existentes, como a radioterapia convencional tridimensional, é que ela permite a administração precisa de altas doses de radiação com toxicidade radiológica mínima. Este método pode ajudar a responder perguntas fundamentais na área de oncologia radioterápica, tais como se as máquinas de nova geração para radioterapia são capazes de atingir com precisão alvos pulmonares em movimento antes do início do procedimento.
Descreva ao paciente o novo tratamento de SBRT pulmonar e discuta os riscos do procedimento para realização da colocação percutânea guiada por TC ou por broncoscopia de um único marcador revestido de ouro inserido no centro de massa do alvo tumoral. Solicite a um radiologista a realização de imagens tomográficas axiais contíguas com espessura de três a cinco milímetros do tórax do paciente. Determine uma abordagem segura com a agulha, minimizando a quantidade de tecido pulmonar atravessado e evitando áreas com bolhas (bullae) e fissuras.
Em seguida, injete anestesia local subcutânea, como lidocaína a 1%. Então, introduza uma agulha coaxial de calibre 17 ou 18 para posicionar um marcador único curto ou um marcador único longo. Alternativamente, solicite a um pneumologista a aquisição de uma imagem tomográfica do tórax para mapeamento brônquico endoscópico.
Em seguida, insira o broncoscópio no segmento brônquico suspeito. Direcione a sonda do sensor do broncoscópio até a lesão-alvo e, utilizando a agulha transbrônquica, implante um marcador fiducial. Após realizar uma simulação guiada por TC quatro a sete dias após a colocação do marcador, peça ao paciente que se deite em decúbito dorsal, com a cabeça voltada para frente, sobre a máquina de tratamento.
Na posição plana sobre a mesa, posicione os braços do paciente sobre a cabeça, sustentados por suportes para o braço superior e punhos, ou por um imobilizador de saco a vácuo, garantindo que o tórax e o abdômen não fiquem imobilizados. Opcionalmente, utilize uma esponja localizada de dois pinos para os joelhos para indexação. Coloque pelo menos quatro marcadores corporais infravermelhos rastreados no tórax para localização e para demonstrar movimento respiratório vertical consistente.
Após realizar um exame de tomografia computadorizada axial helicoidal contígua sem contraste, conforme o protocolo descrito, posicione o paciente em decúbito craniano e solicite ao médico que solicite exames de PET CT com 18F-FDG para melhor captação do movimento do tumor pulmonar. Em seguida, durante a respiração tranquila, realize um exame de tomografia computadorizada helicoidal contígua, desde a linha meato-orbital até o contorno das coxas superiores, delineando manualmente o(s) volume(s) alvo bruto(s) primário(s) do tumor pulmonar em conjuntos de dados de TC em 4D, preferencialmente na fase de expiração. Em seguida, delimite manualmente as estruturas dos tecidos normais adjacentes em conjuntos de dados de TC em 4D, preferencialmente na fase de expiração.
Clique no botão de rastreamento dinâmico no software de planejamento para ativar o rastreamento de pan e tilt do gimbal. Prescreva uma dose de radiação para o volume-alvo de planejamento (PTV), conforme descrito no protocolo textual, para criar um modelo de correlação da respiração tranquila. Após o alinhamento em decúbito dorsal e posição cefálica, posicione quatro marcadores corporais de infravermelho no corpo nos mesmos locais marcados identificados na simulação por TC.
No console de tratamento, verifique a precisão posicional dos marcadores corporais e o alinhamento do paciente por meio de câmera infravermelha e telas. Adquira raios X KV diagnósticos duais em plano cruzado ou imagens de tomografia computadorizada com feixe cônico para detectar marcadores implantados e avaliar a precisão posicional interna, utilizando software computacional vinculado ao fluxo de trabalho associado à nova plataforma de SBRT, e correlacione o movimento dos marcadores corporais como um substituto para o movimento respiratório e o movimento dos marcadores implantados internamente, a fim de gerar um modelo de correlação do movimento do tumor pulmonar, derivando um percurso de rotação e inclinação do cardã para que o acelerador rastreie o movimento do tumor; avalie visualmente o modelo de correlação do movimento do tumor pulmonar antes da administração da radiação. Avalie colisões entre máquina e paciente decorrentes da rotação do gantry, do anel em O, do pivô e das ações de rotação e inclinação do cardã antes da execução do plano, conforme mostrado aqui.
A SBRT na nova plataforma envolve atualmente múltiplos feixes estáticos de radiação convergindo sobre um ou mais alvos clínicos de radiação estreitamente associados. Um resultado de planejamento representativo e adequado fornece radiação ablativa com cobertura de 95% do câncer, do volume alvo e conformidade da dose no alvo tumoral. Esta figura mostra cinco feixes coplanares e quatro feixes não coplanares utilizados para tratar um único PTV que representa carcinoma de células escamosas.
Nas margens do feixe do pulmão direito, para o volume-alvo de planejamento (PTV), um milímetro de margem resultou na dose de radiação prescrita à linha de isodose de 95%, proporcionando cobertura do PTV de 95% com um índice de conformidade de 1,48. A prescrição foi de 50 gray em cinco frações, aplicadas em dias alternados. As estruturas de 10 gray frações mostradas aqui incluem o volume-alvo de planejamento, o volume-alvo interno, a medula espinhal e o esôfago. As linhas de isodose são conforme indicado.
Após assistir a este vídeo, você deverá ter uma boa compreensão de como administrar radioterapia com rastreamento dinâmico de tumores pulmonares após seu desenvolvimento. Esta técnica de radioterapia estereotáxica corporal abriu caminho para pesquisadores na área de radiologia oncológica explorarem uma radioterapia de alta dose precisa que pode ser administrada com segurança a tumores pulmonares em movimento.
Visão Geral
Este artigo discute a abordagem inovadora de rastreamento dinâmico de tumores durante a radioterapia estereotáxica ablativa corporal (SBRT) para tumores pulmonares. A técnica tem como objetivo entregar radiação de alta dose com precisão, minimizando ao mesmo tempo a toxicidade.
Componentes Principais do Estudo
Área da Ciência
- Oncologia Radioterápica
- Física Médica
- Técnicas de Tratamento Oncológico
Contexto
- A radioterapia estereotáxica ablacional corporal (SBRT) direciona tumores pulmonares com alta precisão.
- O rastreamento dinâmico permite o tratamento de alvos em movimento, melhorando a administração da radiação.
- Métodos tradicionais podem não abordar eficazmente os desafios impostos pelo movimento do tumor pulmonar.
- Marcadores fiduciais revestidos de ouro são utilizados para identificar com precisão as localizações dos tumores.
Objetivo do Estudo
- Para aumentar a precisão da radioterapia em tumores pulmonares.
- Para avaliar a eficácia do rastreamento dinâmico na minimização da toxicidade da radiação.
- Para explorar as capacidades das máquinas de radioterapia de nova geração.
Métodos Utilizados
- Consulta ao paciente e discussão das opções de tratamento.
- Colocação de marcadores fiduciais para identificação do tumor.
- Simulação com orientação por TC e planejamento da dose de radiação.
- Desenvolvimento de um modelo de correlação respiratória para rastreamento.
Resultados Principais
- O rastreamento dinâmico permite o direcionamento preciso de tumores pulmonares em movimento.
- A radiação de alta dose pode ser administrada com toxicidade mínima.
- Implementação bem-sucedida de um acelerador de radiação com sistema de gimbália.
- Cobertura de 95% do volume alvo do câncer alcançada no planejamento do tratamento.
Conclusões
- A nova técnica de SBRT representa um avanço significativo na radioterapia.
- O rastreamento dinâmico é crucial para o tratamento eficaz de tumores pulmonares.
- Este método abre caminhos para pesquisas futuras em radiologia oncológica.
Perguntas Frequentes
Relevância Executiva para a Indústria
O rastreamento dinâmico de tumores na radioterapia estereotáxica ablacional corporal (SBRT) aborda um desafio crítico em oncologia: a entrega de doses ablacionais de radiação a alvos em movimento, como tumores pulmonares, poupando ao mesmo tempo o tecido saudável circundante. Essa capacidade aumenta a confiança preditiva na localização do alvo e apoia a redução de riscos mecanicistas ao diminuir as incertezas associadas ao movimento respiratório e cardíaco. Ao permitir uma precisão de rastreamento submilimétrica, o método melhora o índice terapêutico e orienta decisões de avançar/não avançar no desenvolvimento pré-clínico e clínico inicial de intervenções baseadas em radiação.
Aplicações Estratégicas em P&D de Biotecnologia Farmacêutica
Descoberta Inicial e Validação de Alvos
- Valor Científico: Permite a verificação de hipóteses terapêuticas mediante a confirmação da entrega precisa da radiação em modelos de tumores em movimento.
- Valor Operacional: Apoia a validação funcional do alvo por meio da irradiação precisa e reprodutível de volumes tumorais definidos.
- Confiabilidade Preditiva: Reduz resultados falso-negativos em estudos pré-clínicos ao minimizar erros físicos de alvo decorrentes de artefatos de movimento.
Triagem e Desenvolvimento de Ensaios
- Prontidão do Ensaio: Facilita a preparação de modelos validados com tumores para avaliação consistente da resposta à radiação.
- Saídas Quantitativas: Permite a medição da probabilidade de controle tumoral e da probabilidade de complicações em tecidos normais como desfechos correlacionados.
- Reutilização da Plataforma: Apoia a padronização entre estudos que requerem entrega de radiação guiada por imagem e adaptada ao movimento.
Pesquisa Translacional e Pré-clínica
- Relevância para a Doença: Modela a fisiopatologia do câncer de pulmão incorporando o movimento respiratório no planejamento do tratamento.
- Continuidade Translacional: Conecta as fases de descoberta e pré-clínica ao simular condições clínicas de SBRT em sistemas experimentais.
- Avanço Ajustado ao Risco: Orienta decisões de escalonamento de dose e fracionamento por meio de direcionamento preciso ao tumor e redução da toxicidade.
Integração de Pipeline e Fluxo de Trabalho
O método se integra ao fluxo de descoberta em oncologia, desde a validação do alvo até os testes de eficácia pré-clínica, especialmente para malignidades torácicas em que o movimento compromete a precisão do tratamento.
- Biologia da Descoberta: Apoia a verificação de hipóteses ao garantir que a radiação seja entregue ao alvo definido molecularmente conforme pretendido, apesar do movimento.
- Triagem: Permite ensaios reprodutíveis de resposta a compostos ou radiação por meio do posicionamento estabilizado do tumor durante a irradiação.
- Análises: Fornece leituras quantitativas espaciais e dosimétricas que permitem a comparação de condições de tratamento e respostas biológicas.
- Pesquisa Translacional: Alinha-se à validação pré-clínica ao replicar fluxos de trabalho clínicos de orientação por imagem e rastreamento.
- Reutilização Corporativa: Representa uma capacidade de plataforma aplicável a múltiplos projetos que exigem radiação de precisão em tecidos em movimento.
Impacto Operacional e Empresarial
- Valor Científico: Aumenta a confiança preditiva no engajamento do alvo e reduz a ambiguidade mecanicista decorrente da subdosagem induzida por movimento.
- Valor Operacional: Garante padronização, reprodutibilidade e escalabilidade da administração de radiação em diferentes modelos experimentais.
- Valor Estratégico: Melhora a tomada de decisões de avançar ou não avançar ao reduzir o risco de falhas em estágios tardios devido ao direcionamento impreciso do tumor.
- Impacto no Portfólio: Permite a priorização ajustada ao risco de modalidades baseadas em radiação com base na cobertura do alvo verificada e na preservação dos tecidos normais.
Considerações sobre a Implementação
- Requer experiência em radioterapia, física médica e técnicas de intervenção guiadas por imagem.
- Depende de infraestrutura que inclui sistemas de imagem em kV, aceleradores com suspensão cardan e software de rastreamento em tempo real.
- Necessita de padronização entre equipes multifuncionais de imagem, dosimetria e entrega de tratamento.
- Envolve considerações de adaptação para diferentes tipos de tumores, padrões de movimento e sistemas de modelos (por exemplo, xenografias, modelos alogênicos).
- Limitado pela necessidade de implantação de marcadores fiduciais, o que pode não ser viável em todos os modelos pré-clínicos.
