Den nåværende prioritet i brystkreft strålebehandling er å redusere hjerte doser uten at målet vev dekning. Den frivillige pust-hold teknikk som er beskrevet her er en enkel og billig løsning på dette problem, og istand til å bli innført allment uten behov for spesialutstyr.
Breath hold teknikker redusere mengden av stråling som mottas av hjertestrukturer under tangential felt venstre bryst strålebehandling. Med disse teknikkene, pasientene holder pusten mens strålebehandling er levert, presser hjertet ned og bort fra strålebehandling feltet. Til tross for klare dosimetriske fordeler, disse teknikkene er ennå ikke i utstrakt bruk. En grunn til dette er at kommersielt tilgjengelige løsninger krever spesialutstyr, som kan kreve ikke bare betydelig kapitalinvestering, men ofte også pådra seg løpende kostnader som for eksempel et behov for endagsmunnstykker. Den frivillige pust-hold teknikken beskrevet her krever ingen ekstra spesialutstyr. Alle pusten holder teknikker krever et surrogat for å overvåke pust-hold konsistens og om pust-hold blir opprettholdt. Frivillig pust-hold bruker avstanden flyttet av fremre og laterale referansemerker (tatoveringer) bort fra behandlingsrommet lasere i ånde-hold å overvåke konsistens ved CT-planlegging og behandling oppsett. Lys felt blir så brukt til å overvåke pust-hold konsistens før og under strålebehandling levering.
Kreft er en ledende dødsårsaken i verden, og står for 7,6 millioner dødsfall i 2008 en. Av alle kreftformer, er brystkreft den vanligste med en forekomst på over 13,8 millioner på verdensbasis, og denne forekomsten er økende en. Men forbedringer i diagnostikk og behandling av brystkreft bety at antall kvinner som overlever sin brystkreft er også økende, og er estimert til å tredobles til 1,7 millioner innen 2040 i Storbritannia alene 2. Bryst strålebehandling utgjør en viktig del av mange kvinners brystkreft behandling, halvere sin risiko for brystkreft tilbakefall og redusere risikoen for brystkreft død med 3,8% 3. Med forbedringer i brystkreft survivor, noen langsiktige bivirkninger forårsaket av brystkreft behandlinger er stadig viktigere. En uskyldig bystander i brystradioterapi er hjertet, som er utsatt for uønsket stråling som følge av sin nærhet til strålingsfelt, særligunder venstre bryst bestråling. Det er dette uønsket dosen til hjertet som står for 1% økning i non-brystkreft dødsfall knyttet til brystkreft strålebehandling fire. Nye bevis tyder på at det ikke er terskeldosen under hvilken slutten kardiale effekter av brystradioterapi ikke forekommer 5, slik at det er kritisk for onkologi fellesskap å etablere teknikker som minimerer kardiale doser uten at det går brystvev dekning. Men, siden bryst strålebehandling står for ca 30% av alle strålebehandling behandlinger 6, må enhver ny teknikk være enkelt og billig for å være bærekraftig og unngå en uakseptabel belastning på helseressurser.
Det finnes en rekke teknikker som kan anvendes for å redusere hjerte doser under brystradioterapi. Multileaf collimation (MLC) er mye brukt i Storbritannia [Royal College of Radiologists '(UK) revisjon 2012], og selv om effektiv på sparsom hjertet vev, Risikerer det samtidig skjerming brystvev. Inverse planlagt intensitet modulert strålebehandling (IMRT) forbedrer målet vev conformality 7, men kan også øke lavdose bestråling av hjertet, lungene og kontralaterale bryst 7,8. En økning i lav dose bestråling av hjertet er uønsket, spesielt i lys av dataene fra Darby et al 5. I tillegg er inverse planlagt IMRT mer ressurskrevende, krever større fysikk og kvalitetssikring (QA) tid og kompetanse. Behandling av kvinner i liggende (forsiden ned) posisjon kan redusere hjerte doser i større breasted kvinner ni, men spørsmålene er fortsatt over posisjon reproduserbarhet av denne teknikken 10. Breath holdende teknikker, hvor pasienter holder pusten under strålebehandling levering, resultere i hjertet blir skjøvet ned og bort fra strålebehandling felt og kan minimalisere behovet for et kompromiss mellom målvevet dekning og organ-utsatte (OAR) sparsom (figur 1) 11.
Det er i dag to hoved pusten holder teknikker i klinisk bruk. Den første består av en digital spirometer festet til en ballong ventil. Pasienter puster gjennom et munnstykke og et klipp er plassert på nesen for å unngå nasal respirasjon. Spirometri trace er visualisert på en skjerm, og inspirasjon avbrutt og holdt på en forhåndsbestemt lungevolum. Den andre metode er først og fremst beregnet til bruk som en luftveis gating-system, selv om den har også en innebygget pust-hold setting. Dette systemet benytter et videokamera for å registrere bevegelsen til en infrarød-reflekterende markøren plasseres på brystkassen til pasienten. Den vertikale bevegelse av markøren vises i sann tid på en monitor, og behandling levering starter når markøren beveger seg i et på forhånd angitt terskelsonen. Begge systemene markert redusere hjerte doser hos pasienter som får venstre bryst strålebehandling. Spirometribasert teknikk betydeligdelig reduserer volumet av myokard bestrålt 12-14, så vel som viste sammenlignbar intra-og inter-fraksjon reproduserbarhet sammenlignet med standard liggende fritt-pustebrystradioterapi 15. Tilsvarende reduserer behandling ved hjelp av de infrarøde reflekterende markører den midlere dose for hjertet med over 50% 11,16,17, samtidig som målvevet dekningen 11.. Slike dosimetriske besparelser er anslått å tilsvare en 10 ganger reduksjon i hjertestans dødsfall 18.
En ulempe med disse systemene, men, og en barriere for en omfattende bruk, er deres kostnad. Begge systemer krever investering i enhetene selv, men i tilfelle av Spirometri system er det også løpende kostnader som de munnstykker er disponibel, som krever et nytt munnstykke for planlegging-CT, så vel som for hver fraksjon av behandlingen. Kostnad, kombinert med mangel på opplæring av personalet, forklarer hvorfor bare 4% av britiske bryst behandlinger ble utført ved hjelp av bReath-holding teknikker i 2012 [Royal College of Radiologer '(UK) revisjon]. Pusten holder teknikker er i mer utstrakt bruk i resten av Europa, med 20% av sentre ved hjelp av disse teknikkene i 2010 19. En forklaring på dette er utvikling og implementering av en enkel, billig og utstyr fritt pust-holding teknikk, frivillig pust-hold (VBH). Inntil nylig har imidlertid data manglet på reproduserbarheten av VBH teknikk. En randomisert studie utført ved Royal Marsden Hospital (Sutton, UK), The UK HeartSpare Study, har vist at interfraksjons reproduserbarhet med VBH teknikken er sammenlignbar med spirometri-basert enhet. I tillegg tilbyr VBH teknikken en gang fordel ved planlegging-CT og oppsett behandling og er foretrukket av pasienter og radiografer både 20. Den VBH teknikken blir nå rullet ut til ti britiske strålebehandling sentre for å bekrefte at teknikken er gjennomførbart i en multi setille og at hjerte-sparing opprettholdes (HeartSpare II). Det er forventet at dette vil bane vei for den britisk-wide opptak av hjerte-sparing bryst strålebehandling, og vil trolig føre til en betydelig reduksjon i hjertesykdommer blant britiske brystkreft overlevende.
Kritiske trinn i protokollen er: 1) sjekker for pust-hold konsistens ved planlegging-CT og oppsett behandling; 2) sjekker den laterale sofaen Høyde målt på CT er konsistent med at målt pre-CT; 3) samkjøre tatoveringer i fri-pusting, men innstillingen FSD i pust-hold; 4) sikre lysfeltet på linje med merkede feltrammene før oppstart av behandling.
Antallet av pust-holder nødvendig ved behandling levering varierer fra pasient til pasient, og er primært avhengig av antallet segmenter som blir levert. Egnede avbrudd punkter under behandling levering (for å gjøre det mulig for pasienten å slappe av før du gjentar en pust-hold) bør fastsettes på individuell basis, avhengig av leveringsmåte. Vi ønsker sterkt at det for første implementeringen av VBH at en konsekvent teamet brukes. Dette gjør det mulig for de involverte å bli kompetent raskere og bidrar til å opprettholde behandlingskvalitet. Hvor problemene er nomotvirkes under oppsettet behandling, kan pasienten bli bedt om å endre sin pust-hold (dypere eller grunnere etter behov). Hvis dette ikke lykkes å forbedre oppsettet, bør pasienten settes opp igjen. Vector sofaen trekk bør benyttes som en siste utvei. En feilsøking algoritmen er vist på figur 2.
Figur 2. Feilsøking algoritme for pust-hold teknikk behandling oppsett frivillig. Denne algoritmen kan brukes til å hjelpe setup behandling der pasientene ikke setter opp innenfor toleranse (i henhold til lokale tålegrenser). Som et eksempel bruker senteret en 5 mm toleranse-nivå. Den algoritme som er beskrevet, fra topp til bunn. I de fleste tilfeller, kan oppsettet bli brakt innenfor toleranse ved å be pasienten om å endre sin pust-hold dybde (dypere eller grunnere sompåkrevd).
Innbyggere systematiske og tilfeldige oppsett behandling feil er mindre enn de sett i fri-puste tangential feltet bryst strålebehandling 24, og i samsvar med andre publiserte data på pusten holder teknikker 25,26. VBH reduserer median normale vev doser med 25-58% sammenlignet med standard fritt puste bryst strålebehandling ved vårt senter (Tabell 1). Hjerte doser med VBH er lavere enn hos andre publiserte arbeid på pusten holder teknikker 11,16,17,26,27, selv om metoder for registrering av dose data varierer mellom disse studiene.
Som beskrevet i innledningen, alle pust-hold teknikker bruker en surrogat til å måle inter-og Intrafraction reproduserbarhet. Den VBH teknikken bruker justeringen på lysfeltet med merkede feltgrensene for å sjekke konsistens før oppstart av behandling og under behandling levering. Selv om det ikke ennå formelt rapportert, har vi funnet intrafracsjon reproduserbarhet (målt ved anvendelse av multiple Intrafraction deklarasjonen EPI) å være svært god, med liten, om noen, Intrafraction bevegelse. Dette er i samsvar med tidligere publiserte arbeider 26. Gitt den konsekvente Intrafraction reproduserbarhet observert, trenger ikke strålebehandling systemer der lyse felt ikke forblir på under behandling levering være en barriere for implementering av VBH. Rommenes lasere kan benyttes som et alternativ til å lyse felt for å kontrollere at pust-hold opprettholdes under behandlingen levering. Videre kan referansepunktet for pust-hold reproduserbarhet overvåkes tilpasses; for eksempel, kan sentre ved hjelp av en asymmetrisk feltteknikk ønsker å bruke den overlegne tangential feltgrensen.
VBH gir betydelige fordeler i forhold til andre hjerte-sparing teknikker, hvorav noen allerede er antydet. Det minimerer avveining mellom målet og OAR kompromiss ofte nødvendig når du bruker MLC, reduserer det lavdose jegrradiation av hjertet og er mye mindre ressurskrevende enn IMRT, og det er mer reproduserbar enn utsatt bestråling mens du drar kvinner i alle bryst størrelser. Med hensyn til andre prakt holder teknikker, gir VBH sammenlign reproduserbarhet og hjerte-sparing, men som samtidig er rimeligere å implementere som ingen spesialutstyr er nødvendig. Den lave kostnaden av teknikken betyr at det er en svært reell mulighet for at det skal komme andre helsesystemer, spesielt de med begrensede ressurser.
Det er allerede publisert arbeid demonstrere gjennomførbarheten av å levere nodal bestråling i tillegg til hele brystet / brystveggen bestråling ved hjelp av infrarød-reflekterende markører 17 og spirometri-baserte 14 systemer. Vårt senter er nå utføre ytterligere arbeid for å bekrefte muligheten for å bruke VBH for nodal bestråling hos brystkreftpasienter. Inverse planlagt IMRT er sannsynlig å være til nytte i utvalgte pasienter, spesielt når leveringsering en samtidig integrert boost, og muligheten for å bruke VBH i disse pasientene må vurderes. Endelig kan breath-holding teknikker være til nytte ved behandling av andre tumorer, inkludert lunge 28, lever 29, og mage 30 kreftformer. Videre arbeid er nødvendig for å vurdere hensiktsmessigheten av å bruke VBH teknikk for behandling av andre enn brystsidene.
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 |