Summary
Stereotactic kroppen strålebehandling (SBRT) innebærer bildestyrt, ablativ stråling levert til kreft mål refraktær til kjemoterapi eller til konvensjonell strålebehandling. Den robot-armet CyberKnife SBRT system, ved hjelp av sofistikert mål lokalisering, leverer hypofractionated stråledoser som kan sterilisere kreft mål. Denne artikkelen vil vurdere nye terapeutiske roller SBRT for gynekologisk kreft.
Abstract
Stereotactic kroppen strålebehandling (SBRT) utmerker seg ved nødvendiggjør mer rigid tålmodig immobilisering, regnskap for respiratorisk bevegelse, intrikate behandling planlegging, on-board bildebehandling, og redusert antall ablativ stråledoser til kreft mål vanligvis responderer på kjemoterapi og konvensjonell strålebehandling. Bratt SBRT stråledose drop-off tillatelser smal 'blyant Beam' behandling feltene skal brukes til ablativ strålebehandling kondenseres til 1 til 3 behandlinger.
Behandlende leger må sette pris på at SBRT kommer på en større fare for normalt vev skade og muligheten for geografisk tumor miss. Begge må takles ved immobilisering av kreft mål og med høy presisjon behandling levering. Kreft mål immobilisering er oppnådd gjennom bruk av indeksert tilpassede Styrofoam kaster, evakuerte saccosekker, eller body-fix muggsopper med pasient-uavhengig abdominal kompresjon. 1-3 Intrafraction bevegelse av kreft targets grunn til å puste nå kan reduseres ved pasient-responsive ånde hold teknikker, 4 pasientens talerør aktiv pust samordning, 5 åndedrett-korrelerte computertomografi, 6 eller bildestyrt sporing av fiducials implantert i og rundt en rørende svulst. 7-9 The CyberKnife system (Accuray [Sunnyvale, CA]) benytter en stråling lineær akselerator montert på en industriell robotarm som nøyaktig følger pasienten respiratorisk bevegelse av et kamera-sporet sett med light-emitting diodes (LED) impregnert på en vest montert på en pasient. 10 Betydelige reduksjoner i stråleterapi marginer kan oppnås ved bevegelsessporing slutt teikne eit mindre planlegging målet volumer som er bestrålt med submillimeter nøyaktighet. 11-13
Kreft mål behandlet av SBRT er bestrålt av konvergerende, tett kollimert bjelker. Resulterende stråledose til kreft målvolum histogrammer ha en mer pronomenCED stråling "skulder" som indikerer høy andel mål dekning og en liten high-dose stråling "hale". Dermed kommer økt målet conformality på bekostning av redusert dose ensartethet i SBRT kreft målet. Dette kan ha implikasjoner for både etterfølgende tumor kontroll i SBRT målet og normalt vev toleranse av organer ved-risiko. På grunn av den kraftige dosen falloff i SBRT, oppstår muligheten for okkult sykdom rømmer ablativ stråledose når kreft målene ikke er fullt anerkjent og utilstrekkelige SBRT dose marginer anvendes. Klinisk målvolum (CTV) utvidelse med 0,5 cm, noe som resulterer i en større planlegging målvolum (PTV), er assosiert med økt målet kontroll uten ugrunnet normalt vev skade. 7,8 Ytterligere reduksjon i sannsynligheten for geografiske miss kan oppnås ved inkorporering av 2 - [18 F] fluoro-2-deoxy-D-glukose (18 F-FDG) positronemisjonstomografi (PET) 8 Bruk av 18 F-FDG PET / CT i SBRT treatme.nt planlegging er bare begynnelsen på forsøk på å oppdage nye imaging målet molekylære signaturer for gynekologiske krefttyper.
Protocol
1. Stereotactic CyberKnife Radiosurgery Konsultasjon
- Beskriv CyberKnife radiosurgery behandling. CyberKnife radiosurgery innebærer bruk av en lineær akselerator montert på en industriell robotarm som ligner på maskiner som brukes til å lage biler. Robotarmen flytter lineære akseleratoren i tre-dimensjonale rommet rundt en pasient som det skrider frem gjennom flere behandlingsalternativer 'stopp' for bjelke levering. Cross-flyet røntgenbilder blir innhentet under behandlingen for å bekrefte pasienten er i en korrekt behandling posisjon. Siden behandling bjelke levering ikke er begrenset til en todimensjonal flyet, forbedrer dette systemet ytterligere evnen til å levere konsentrerte doser til kreft mål samtidig som stråledosen til kritisk hud og viscerale organer strukturer.
- Diskuter CyberKnife radiosurgery risiko. CyberKnife radiosurgery kan resultere i mulig garving og rødhet i huden, tretthet, sjelden kvalme eller diarrhea, sjelden visceral organ skade, muskel, nerve og bein skader, og svært liten risiko for andre kreft.
2. Stereotactic CyberKnife Radiosurgery Fiducial Placement
- Beskriv fiducial plassering. Kvinner blir behandlet for vedvarende eller tilbakevendende gynecologic kreft gjennomgår operativ eller CT-veiledet plassering av minst tre single 1,6 x 3 mm gull bløtvev fiducials (omtrent på størrelse med et riskorn) innenfor eller i nærheten av kreft målet. Kirurgiske klipp plassert ved tidligere kirurgi er ikke tilstrekkelig tetthet som skal brukes som radiosurgical fiducials. Kirurgiske klipp forstyrrer ikke radiosurgical målretting grunn av tettheten avvik.
- Indikere fiducial posisjonering i forhold til radiosurgical målet. Fiducials plasseres ved varierende vev dybder rundt radiosurgical målet og må skilles med to centimeter eller mer. Fiducials er posisjonert innen 4 til 6 centimeter i tArget.
3. Stereotactic CyberKnife Radiosurgery Treatment Planning
- Diskuter radiosurgical behandling planlegging. Minst en uke etter fiducial plassering (dvs. slik at healing har funnet sted og fiducial bevegelse er minimert), pasientene gjennomgå CT-veiledet SBRT behandling simulering. I vårt program, er to-pin lokalisert evakuert vakuum-bag bekken immobilisering brukt.
- Indikere pasient posisjonering på behandling bordet. Kvinner blir behandlet i en liggende behandling posisjon på CyberKnife radiosurgical flat bordplaten.
- Diskuter målet og pasienten immobilisering. Pasienten kan gjennomgå evakuert vakuum-bag immobilisering å redusere intrafraction bevegelse under stråledose levering. Når immobilisert, kvinner gjennomgår ikke-kontrastert sammenhengende axial CT høy oppløsning (1-1 pitch, 1,0 mm skive tykkelse, spenning 120 kVp, 450 moh).
- Diskuter bruk av avansertbildebehandling for målet lokalisering. Etter CT bildebehandling, kvinner gjennomgår helst konvensjonell 18 F-FDG PET / CT bildebehandling i samme SBRT behandling posisjon. Alternativt kan kvinner gjennomgår konvensjonell kontrast bekken magnetisk resonans imaging.
- Beskriv image co-registrering for radiosurgical behandling planlegging. Bilder fra høyoppløselig CT og 18 F-FDG PET / CT er importert for inverse strålebehandling planlegging på Multiplan 3.5.2 Behandling Planning System (Accuray).
- Beskriv team tilnærming til radiosurgical behandling planlegging. For behandling planlegging, både stråling onkolog og gynekologiske onkolog contour kreft målet kliniske målet volumer (CTVs). Annen sykdom i risikosonen vev er formet og er inkludert i CTVs. Nærliggende normalt vev strukturer som tynntarmen, rektum, blære, lever, nyrer, lunger, bilaterale proksimale lårben, vagina, og sakrale nerverøtter blir formet avstrålingen onkolog.
- Beskriv stråledose resept. En stråling resept dose på 3 × 800 CGY = 2400 CGY (vanligvis til 70% isodose linje) er valgt. I en 200 CGY biologisk tilsvarende dose beregning, er nesten 6170 CGY leveres med denne resept forutsatt en "α / β" ratio på 10 for tumor. Den Strålingen fra en SBRT lineær akselerator er kollimert enten ved hjelp av en av 12 faste tungsten sirkulære collimators (5 til 60 mm) eller ved hjelp av en wolfram-kobber legering segmentert Hexagon IRIS collimator. 14. Normale organene har en toleranse for stråling og bruk av dose-volum histogram parametere for normalt vev begrensningen under ablativ stereotactic radiosurgery er listet i Tabell 1.
4. Stereotactic CyberKnife Radiosurgery Behandling Delivery
- Utfør cross-flyet bilde verifisering. Løpet CyberKnife SBRT, myke vev fiducials(Eller i noen tilfeller rigide anatomiske landemerker som skallen for intrakranielle lesjoner og ryggraden for ryggraden lesjoner) blir sporet av cross-fly radiografisk bildebehandling og bekreftet å være i den forventede målplasseringen av målet lokalisere systemet (TLS) delsystem.
- Bekreft målet posisjonering. Fiducials spores i tre og opptil seks grader av frihet (dvs. x, y, z, pitch, roll, og yaw). Bilder som genereres av TLS blir automatisk registrert og sammenlignet med digitalt rekonstruerte røntgenbildene (DRRs) generert fra den innledende behandlingen planlegging CT scan.
- Kontroller mål posisjonering. Hvis resultatene av automatisk registrering indikerer at fiducials har skiftet utover forhåndsdefinerte toleranser i ett av de seks grader av frihet (x, y, z, pitch, roll, og yaw), blir behandlingen automatisk satt på pause. Pasient omplasseres da.
- Vurder mål bevegelse. Mål som flytter med luftveiene bevegelse er treated utnytte synkronitet Respiratory Tracking delsystem (synkronitet). Med bruk av et kamera montert i behandlingsrommet, sporer systemet kontinuerlig pasientens pustemønster (dvs. skaffe eksterne posisjonsdata) med bruk av light-emitting diodes (LED) festet til en vest rundt pasientens thorax. Ti Sammen med fiducial stedsinformasjon (interne posisjonsdata) innhentet fra cross-fly x-stråler, bygger synkronitet systemet en sammenheng modell med de eksterne data og de interne data. Denne sammenhengen modellen gjør at robotarmen til å følge noen respiratorisk-indusert bevegelse av målet, mens under levering av enhver behandling bjelker.
- Behandling kan innebære 100-150 leveransen behandling posisjoner robotarmen. Behandlinger kan vare 30 til 90 minutter.
5. Representative Resultater
Stereotactic kroppen strålebehandling (SBRT) kan involvere mange individuelle stråling bjelker ( blå vektorer) Alle konvergerende på én eller flere nærstående kliniske stråling mål, som vist i figur 1A. En representant god radiosurgical planlegging utfall gir en leveringspliktig SBRT behandling med høy stråledose kreft målvolum dekning og kreft målet conformality. Tall 1B-D viser 131 bjelker ble brukt til å behandle på et bekken tilbakefall av en chemorefractory eggstokkreft målet over 42 minutter. SBRT foreskrevet til 80% isodose linje gjengis 100% klinisk målvolum dekning med en conformality indeks på 1,94 for en total dose på 2400 CGY i tre daglige 800 CGY fraksjoner. De dose-volum-histogrammer for klinisk mål (rød) og for de viktige strukturer i endetarmen (brun), blære (gul), tynntarm (lys blå) sakrale nerver (TAN) og hofter (orange) er avbildet i figur 2.
Figur 1.tp :/ / www.jove.com/files/ftp_upload/3793/3793fig1large.jpg "target =" _blank "> Klikk her for å se større figur.
Figur 2. Dose-volum-histogrammer for klinisk mål (rød) og for de viktige strukturer i endetarmen (brun), blære (gul), tynntarm (lys blå) sakrale nerver (TAN) og hofter (oransje).
Discussion
Har oppmuntrende tidlige SBRT utfall drevet klinisk undersøkelse av radiosurgery for behandling av vedvarende eller tilbakevendende gynekologisk kreft. 7, 8, 15 Data-spørsmål radiobiological effekter og virkemåte celledød som følge av SBRT. Små kliniske studier har vist at ablativ stråledoser leveres av SBRT produsere målrettede smitteverntiltak priser som overstiger 90%. I motsetning til konvensjonell stråling, har det vært utfordrende å kombinere SBRT med radiosensitizing og cytotoksisk / cytostatisk chemotherapies. Bedre kreft målretting gjennom økt planlegging av behandling volum utvidelser og gjennom inkludering av 18 F-FDG PET / CT bilder har blitt bedre kliniske resultater. Mens det er viktig å se på andre metoder for å levere dose-opptrapping stråling med høy presisjon, er det fortsatt uavgjort om SBRT kan gi tilsvarende terapeutiske effekten som lav og høy dose brakyterapi. Faktisk er brachyterapi den oftere og Validatert teknikk for å oppnå stråledose opptrapping i gynecologic kreft mål. Som sådan, både entusiasme og klokskap er hensiktsmessige i lesing tilgjengelige SBRT data for behandling av gynekologiske kreftformer.
Disclosures
Vi (CAK, JMB, RD) har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
Denne forskningen ble støttet av saken 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).
