Den nuværende prioritering i brystkræft strålebehandling er at reducere hjerte-doser uden at kompromittere målvæv dækning. Den frivillige holde vejret her beskrevne teknik er en enkel og billig løsning på dette problem og er i stand til at blive indført i vid udstrækning uden behov for specialiseret udstyr.
Breath-bedrift teknikker reducere mængden af stråling modtages af hjerte-strukturer i løbet af tangential-felt venstre bryst strålebehandling. Med disse teknikker, patienterne holde vejret, mens strålebehandling er leveret, skubber hjertet ned og væk fra strålebehandling felt. Trods klare dosimetriske fordele, men disse teknikker er ikke udbredt. En af grundene til dette er, at kommercielt tilgængelige løsninger kræver specialudstyr, hvilket nødvendiggør ikke kun store investeringer, men ofte også pådrage løbende omkostninger, såsom et behov for daglige engangsemballage talerør. Den frivillige ånde-hold her beskrevne teknik kræver ikke nogen ekstra specialudstyr. Alle ånde-bedrift teknikker kræver et surrogat for at overvåge holde vejret sammenhæng og holde vejret opretholdes. Frivillig ånde-hold benytter afstanden bevæget af den forreste og laterale referencemærker (tatoveringer), væk fra behandlingsrummet lasere i ånde-hold at overvåge konsekvens på CT-planlægning og behandling setup. Lysfelter derefter anvendt til at overvåge patienten holder vejret konsistens før og under strålebehandling levering.
Kræft er en førende dødsårsag på verdensplan, svarende til 7.600.000 dødsfald i 2008 1. Af alle kræfttilfælde er brystkræft den mest almindelige med en forekomst på over 13,8 mio på verdensplan, og denne hyppighed er tiltagende 1. Men forbedringer i diagnose og behandling af brystkræft betyder, at antallet af kvinder, der overlever deres brystkræft også er stigende, og anslås at tredoble til 1,7 mio i 2040 alene i UK 2. Breast strålebehandling udgør en vigtig del af mange kvinders brystkræft behandling, halvere deres risiko for brystkræft tilbagefald og reducere risikoen for brystkræft død med 3,8% 3. Med forbedringer i brystkræft efterladte eventuelle langsigtede bivirkninger forårsaget af brystkræft behandlinger er stigende betydning. En uskyldig tilskuer i bryst strålebehandling er hjertet, som er udsat for uønsket stråling som følge af sin nærhed til strålingsfelter, isærunder venstre bryst bestråling. Det er denne uønskede dosis til hjertet, der tegner sig for stigningen på 1% i ikke-brystkræft dødsfald forbundet med bryst strålebehandling 4. De seneste oplysninger tyder på, at der ikke er nogen tærskel dosis, under hvilken de sene kardiale effekter af bryst strålebehandling ikke forekommer 5, hvilket gør det afgørende for den onkologiske samfund til at etablere teknikker, som minimerer hjerte doser uden at kompromittere brystvæv dækning. Men da bryst strålebehandling udgør ca 30% af alle strålebehandling behandlinger 6, skal enhver ny teknik være enkel og billig for at være bæredygtig og undgå en uacceptabel byrde på ressourcerne i sundhedssektoren.
Der er en række teknikker, som kan anvendes til at reducere hjerte doser under bryst strålebehandling. Multileaf kollimation (MLC) er meget udbredt i Det Forenede Kongerige [Royal College of Radiologer "(UK) revision 2012], og selvom effektiv til besparende hjerte væv, Risikerer samtidig afskærmning brystvæv. Inverse planlagte intensitet moduleret strålebehandling (IMRT) forbedrer målvæv conformality 7, men kan også øge lavdosis bestråling af hjerte, lunger og kontralaterale bryst 7,8. En stigning i lav dosis bestråling af hjertet er uønsket, især i lyset af data fra Darby et al 5. Desuden invers planlagt IMRT er mere ressourcekrævende, kræver større fysik og kvalitetssikring (QA) tid og ekspertise. Behandling af kvinder i den udsatte (forsiden nedad) position kan reducere hjerte-doser i større-breasted kvinder 9 dog fortsat spørgsmål igen den positionelle reproducerbarhed af denne teknik 10.. Breath-bedrift teknikker, hvor patienterne holde vejret under strålebehandling levering resultere i hjertet at blive skubbet ned og væk fra strålebehandling felterne og kan minimere behovet for et kompromis mellem målvæv dækning og orgel-at-risk (OAR) besparende (figur 1) 11.
Der er i øjeblikket to vigtigste ånde-bedrift teknikker i klinisk brug. Den første består af en digital spirometer fastgjort til en ballon ventil. Patienter trække vejret gennem et mundstykke og et klip er placeret på deres næse for at undgå nasal åndedræt. Den spirometri spor visualiseres på en skærm, og inspiration afbrudt og holdes på et forudbestemt lungevolumen. Den anden metode var primært designet til brug som en respiratorisk gating-system, selv om det har også en indbygget ånde-hold indstilling. Dette system bruger et video kamera til at optage bevægelsen af et infrarødt reflekterende markør placeret på brystet af patienten. Den lodrette bevægelse af markøren vises i realtid på en skærm, og behandling levering påbegyndes, når markøren bevæger sig ind i en på forhånd fastsat grænse zone. Begge systemer reducerer markant hjerte doser i patienter, der får bryst strålebehandling venstre. Den spirometri-baserede teknik betydeligtligt reducerer mængden af myokardiet bestrålet 12-14, samt demonstrere sammenlignelig intra-og inter-fraktionen reproducerbarhed i forhold til standard frit vejrtrækning bryst strålebehandling liggende 15. Tilsvarende behandling under anvendelse af den infrarøde reflekterende markører reducerer den gennemsnitlige dosis til hjertet med over 50% 11,16,17, samtidig med at målvævet dækning 11. Sådanne dosimetriske besparelser ventes at svare til en 10 gange reduktion i hjertedød 18.
En ulempe ved disse systemer dog, og en hindring for udbredt implementering, er deres omkostninger. Begge systemer kræver investeringer i selve enhederne, men i tilfælde af spirometri-systemet er der også løbende omkostninger mundstykkerne er disponibel, hvilket kræver et nyt mundstykke for planlægning-CT samt for hver bestanddel af behandlingen. Omkostninger, kombineret med en mangel på uddannelse af personale, forklarer, hvorfor kun 4% af de britiske bryst behandlinger blev udført ved hjælp af bReath-bedrift teknikker i 2012 [Royal College of Radiologer '(UK) revision]. Breath-bedrift teknikker er mere udbredt i resten af Europa, med 20% af centre ved hjælp af disse teknikker i 2010 19. En forklaring på dette er udvikling og gennemførelse af en enkel, billig og udstyr-fri ånde-bedrift teknik, frivillig ånde-hold (VBH). Indtil for nylig, men data mangler på reproducerbarheden af VBH teknik. En randomiseret undersøgelse udført på Royal Marsden Hospital (Sutton, UK), The UK HeartSpare undersøgelse har vist, at interfraktion reproducerbarhed med VBH teknik er sammenlignelig med spirometri-baseret enhed. Derudover VBH teknik giver en tidsfordel ved planlægning-CT og behandling opsætning og foretrækkes af patienter og radiografer både 20. Den VBH teknik er i øjeblikket ved at blive rullet ud til ti britiske strålebehandling centre til at bekræfte, at teknikken er muligt i et multicenter selvtting og at hjerte-besparende opretholdes (HeartSpare II). Det forventes, at dette vil bane vejen for UK-dækkende optagelse af hjerte-besparende bryst strålebehandling, og vil sandsynligvis føre til en betydelig reduktion i hjertesygdomme blandt britiske brystkræft overlevende.
Kritiske trin i protokollen omfatter: 1) kontrol for breath-hold konsekvens på planlægning-CT og behandling setup; 2) kontrol den laterale sofaen højde målt på CT er i overensstemmelse med den målte pre-CT; 3) tilpasse tatoveringer i fri-vejrtrækning, men indstillingen FSD i ånde-hold; 4) at sikre lysfelt flugter med afmærkede randzoner før påbegyndelse af behandlingen.
Antallet af ånde-holder påkrævet under behandling levering varierer fra patient til patient, og er først og fremmest afhængig af antallet af segmenter bliver leveret. Egnede referencepunkter under behandlingen levering (for at gøre det muligt for patienten at slappe af, før du gentager et åndedrag-hold) bør bestemmes på en individuel basis, afhængigt af metoden til levering. Vi vil kraftigt foreslå, at for indledende gennemførelse af VBH at en konsekvent hold anvendes. Dette gør det muligt de involverede til at blive kompetente hurtigere og hjælper med at bevare kvaliteten af behandlingen. Hvor problemerne er enimødegås under behandlingen setup, kan patienten blive bedt om at ændre deres ånde-hold (dybere eller mere lavvandede efter behov). Hvis dette ikke lykkes at forbedre setup, skal patienten sættes op igen. Vector sofa flytter bør anvendes som en sidste udvej. En fejlmelding algoritme er vist i figur 2.
Figur 2.. Problemløsning algoritme for opsætning holde vejret teknik behandling frivillig. Kan Denne algoritme bruges til at hjælpe behandlingen setup, hvor patienterne ikke opsætning indenfor tolerance (i henhold til lokale tolerancetærskler). Som et eksempel, vores center bruger en 5 mm tolerance niveau. Algoritmen skal følges fra top til bund. I de fleste tilfælde kan setup anlægges inden tolerance ved at bede patienten om at ændre deres ånde-hold dybde (dybere eller lavvandede sompåkrævet).
Befolkning tilfældige og systematiske behandling opsætningsfejl er mindre end dem, der ses i fri-vejrtrækning tangential felt bryst strålebehandling 24, og i overensstemmelse med andre offentliggjorte data om ånde-bedrift teknikker 25,26. VBH reducerer median normale doser væv med 25-58% sammenlignet med standard fri vejrtrækning bryst strålebehandling på vores center (tabel 1). Hjerte doser med VBH er lavere end dem, der ses i andre offentliggjorte arbejde på ånde-bedrift teknikker 11,16,17,26,27, selvom metoder til registrering af dosis af data varierer mellem disse studier.
Som beskrevet i indledningen, alle breath-hold teknikker anvender et surrogat til at måle inter-og intrafraction reproducerbarhed. Den VBH teknik bruger tilpasning af lys felt med afmærkede randzoner for at tjekke for konsistens før behandlingen påbegyndes og under behandlingen levering. Selv om der endnu ikke formelt indberettet, har vi fundet intrafraction reproducerbarhed (målt ved hjælp af flere intrafraction ØPI'erne) for at være særdeles god, med meget lidt, hvis nogen, intrafraction bevægelse. Dette er i overensstemmelse med tidligere offentliggjorte arbejde 26. I betragtning af den konsekvente intrafraction reproducerbarhed observeret, strålebehandling systemer, hvor lysfelt ikke forbliver på under behandlingen levering behøver ikke at være en hindring for gennemførelsen af VBH. In-room lasere kan anvendes som et alternativ til lysfelter kontrollen af, at holde vejret opretholdes under behandlingen levering. Desuden kan referencepunktet hvorfra holde vejret reproducerbarhed overvåges tilpasses; for eksempel kan centre ved hjælp af en asymmetrisk felt teknik ønsker at bruge den overlegne tangential felt grænse.
VBH byder på betydelige fordele i forhold til andre hjerte-besparende teknikker, hvoraf nogle er allerede blevet nævnt. Det minimerer afvejningen mellem mål og OAR kompromis ofte kræves, når du bruger MLC, det reducerer lavdosis irradiation af hjertet og er langt mindre ressourcekrævende end IMRT, og det er mere reproducerbar end tilbøjelige bestråling samtidig til fordel for kvinder i alle bryst størrelser. Med hensyn til andre ånde-bedrift teknikker VBH giver sammenlignelig reproducerbarhed og hjerte-besparende, og samtidig være billigere at gennemføre, da der ikke specialudstyr er påkrævet. De lave omkostninger af teknikken betyder, at der er en meget reel mulighed for at gavne andre sundhedssystemer, især dem med begrænsede ressourcer.
Der er allerede offentliggjorte arbejde demonstrerer mulighederne for at levere nodal bestråling i tillæg til hele brystet / brystvæggen bestråling med infrarød reflekterende markører 17 og spirometri-baserede 14-systemer. Vores center er nu udfører yderligere arbejde for at bekræfte mulighederne for at anvende VBH for nodal bestråling i brystkræftpatienter. Inverse-planlagte IMRT vil sandsynligvis være til gavn hos udvalgte patienter, især når leveringsering en samtidig integreret boost, og mulighederne for at anvende VBH disse patienter skal vurderes. Endelig kan ånde-bedrift teknikker være en fordel ved behandling af andre tumorer, herunder lunge 28, lever 29 og gastriske 30 kræftformer. Er behov for yderligere arbejde for at vurdere egnetheden af at bruge VBH teknik til behandling af andre end bryst sites.
The authors have nothing to disclose.
The authors are grateful to Dr Liesbeth Boersma and colleagues at the Maastro Clinic for their advice on the voluntary breath-hold technique. The authors are also very grateful to the Pink Ribbon Foundation for funding the dissemination of the VBH technique. This article presents independent research funded by the National Institute for Health Research (NIHR) under its Research for Patient Benefit (RfPB) Programme (Grant Reference Number PB-PG-1010-23003). The views expressed are those of the author(s) and not necessarily those of the NHS, the NIHR or the Department of Health. The work was undertaken in The Royal Marsden NHS Foundation Trust which receives a proportion of its funding from the NHS Executive. We acknowledge NHS funding to the NIHR Biomedical Research Centre and the support of the NIHR, through the South London Cancer Research Network.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Brilliance CT big bore oncology | Philips | Other makes/models compatible with VBH technique | |
MT350 breastboard | Med-Tec | MT-350-N | Other makes/models compatible with VBH technique |
Dorado virtual simulation laser system | LAP Laser | Dorado CT-1-3-Wall | Other makes/models compatible with VBH technique |
Pinnacle3radiation therapy planning system v9.2 | Philips | Other makes/models compatible with VBH technique | |
Synergy linear accelerator | Elekta | Other makes/models compatible with VBH technique | |
Intuity XVI Release 4.5.1 | Elekta | Other makes/models compatible with VBH technique | |
Iview Electronic Portal Imaging Release 3.4 | Elekta | Other makes/models compatible with VBH technique | |
Apollo room lasers | LAP Laser | Other makes/models compatible with VBH technique | |
Active breathing coordinator (ABC) | Elekta | Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique | |
Real-time position management (RPM) system | Varian | Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique |