ديناميكية الرئة تتبع ورم لالمجسم صيغة الجر الجسم العلاج الإشعاعي
概要
Stereotactic ablative body radiation therapy (SBRT) involves the precise delivery of high-dose radiation to cancer tumor targets. A novel SBRT platform offers a first-of-its-kind gimbaled radiation accelerator mounted within a pivoting O-ring gantry capable of dynamic image-guided tumor tracking. Here, we describe dynamic tumor tracking for lung targets.
Abstract
يجب على الأطباء النظر في العلاج المجسم الجر إشعاع الجسم (SBRT) لعلاج السرطان أهداف خارج القحف يكون على بينة من المخاطر كبيرة للإصابة الأنسجة الطبيعية ومخاطر المادي يغيب الورم. منصة SBRT هي الأولى من نوعها تحقق درجة عالية من الدقة العلاج الإشعاعي الجر من خلال مجموعة من حلول التصوير في الوقت الحقيقي تنوعا وقدرات متطورة تتبع الورم. ويستخدم التشخيص المزدوج كيلو فولت وحدة الأشعة السينية لمجسمة ردود الفعل حلقة مفتوحة من حركة intrafraction الهدف السرطان التي تحدث نتيجة لحركات التنفس وضربات القلب. صورة موجهة ردود الفعل يدفع معجل الإشعاع gimbaled (بحد أقصى 15 × 15 سم حجم الحقل) قادرة في الوقت الحقيقي للعمل ± 4 سم عموم والميل. ± 60 درجة محاور متكاملة ± 185 درجة الهزال التناوب يحركها روبوت تسمح لانشاء زوايا متحد المستوى وغير متحد المستوى مسرع شعاع، مما يسمح في نهاية المطاف درجات علاج فريد من الحرية. للدولة من على واحدبرنامج RT الإيدز في الوقت الحقيقي لتحديد المواقع ستة الأبعاد، وضمان تشعيع أهداف السرطان مع دقة ملليمتر الفرعي (0.4 ملم في مركز التساوي). استخدام هذه الميزات تمكن علاج الأطباء لتوجيه الإشعاع الذي يتعرض له أهداف ورم السرطان في حين أن الحد في وقت واحد جرعة الإشعاع إلى الأنسجة الطبيعية. بإضافة التنفس المترابطة المقطعي المحوسب (CT) و2- [18 F] الفلوري-2-ديوكسي-ᴅ الجلوكوز (18 F-FDG) التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) الصور في نظام التخطيط لتعزيز الكنتوري الهدف الورم، واحتمال من المادي يغيب الورم يصبح أقل بكثير 1. في هذه المقالة، نحن تصف خطط الإشعاع جديدة لعلاج تتحرك أورام الرئة.
Introduction
وتشكل سرطانات الرئة لأكبر عدد من الوفيات الناجمة عن السرطان بين النساء والرجال في جميع أنحاء العالم 2. ما يصل الى 63٪ من سرطانات الرئة المستمرة أو المتكررة تنطوي على أنسجة الرئة التي أرهقت بالفعل بسبب العلاج الكيميائي أو سابقا المشع. 3،4. مزيد من الإشعاع في مواقع أورام الرئة المستمرة أو المتكررة قد تؤدي إلى اعتلال الرئة لا يطاق 5،6، وخصوصا عندما الجراحة التقليدية، والعلاج الكيماوي والإشعاع بالفعل قد حوكموا. وبالتالي، قد تحتاج المرأة والرجل في مثل هذه الظروف السريرية لعلاج السرطان استراتيجيات جديدة مماثلة للعلاجات المقدمة من قبل في هذه المجلة 7. العلاج الإشعاعي المجسم الجسم الجر (SBRT) قد تلبية هذه الحاجة العلاجية التي كتبها تعقيم أورام الرئة من خلال الإشعاع المستهدفة بدقة، جرعة عالية من 8،9.
هناك منصة SBRT الرواية قادرة على هذه المهمة العلاجية 10-12. أنه يفصل نفسه عن منصات SBRT أخرىدمج Exactrac كيلو فولت وحدة الأشعة السينية مزدوجة التشخيص (قادرة على مخروط الشعاع حسابها التوطين المستهدفة التصوير المقطعي) وحدة كاميرا الأشعة تحت الحمراء (قادرة على سطح الجسم تتبع علامة كبديل عن الحركة الداخلية) أن كلا من سماح مجسمة ردود الفعل حلقة مفتوحة من السرطان استهداف intrafraction الحركة. كما أن لديها فريد ± 4 سم gimbaled والميل عموم مسرع الإشعاع الذي لديه شعاع إشعاعه التي شكلتها 60 أوراق سبائك التنغستن (0.25 سم عرض البدني، 11 سم ارتفاع فعلي). فإنه يستخدم كامل على مركز السفر متعددة أوراق الموازاة لمدة أقصاها 15 × 15 سم حجم الحقل. وهو يتضمن ± 60 درجة التمحور O-عصابة يحركها الروبوت و± 185 درجة الهزال التناوب السماح للمتحد المستوى وغير متحد المستوى مسرع شعاع انشاء زوايا ودرجة المعالجة الفريدة من الحرية. وأخيرا، فقد دقة دون المليمتر (0.4 ملم في مركز التساوي) 13. في المقابل، وغيرها من منصات العلاج الإشعاعي SBRT جبل مسرع الأشعة السريرية إما إلى الذراع الروبوتية الصناعية 14، أو إلى حلزونية شريحة من قبل شريحة العملاقة 15، أو داخل آلة تقليدية مرتبطة كثافة التضمين العلاج الإشعاعي الموجه صورة أو قوس الديناميكي البرمجيات تسليم 16. كل منصة تشارك مجموعة متنوعة من المكونات الجهاز لتتبع الحركة الناتجة عن حركة التنفس، وضربات القلب، أو الهضم. تمت زيارتها الشعاعية الرئة النجاح السريري 17،18، مما يجعل طريقة العلاج الخيار رواية في علاج الأورام بالإشعاع 19،20. توفر هذه الطريقة لمادة واحدة جديدة بروتوكول العلاج الإشعاعي التي تصف ديناميكية تتبع ورم الرئة بقصد العلاج العلاجي.
Protocol
Representative Results
Discussion
دفعت الشعاعية المجسم تجارب واعدة في وقت مبكر السريرية التحقيق التجارب السريرية الإشعاع الجر لعلاج سرطان الرئة 25،26. وقد أدت تجربة المحققين لاستخدام الإشعاع الجر ضد مجموعة متنوعة من أنواع الأورام المتفاقمة إلى الرئة 27،28. منصة جديدة SBRT يقدم نظام تسليم الإشعاع متفهمين بشكل خاص لعلاج الأورام تتحرك.
منصة جديدة SBRT يسلم الغيب علاج الأشعة السينية التي يتم إنشاؤها بواسطة معجل خطي محمولة داخل العملاقة التمحور O-الحلبة. آلية انحراف تمكن والميل عموم الحركة من المسرع الخطي، وتوفير في الوقت المناسب الورم ديناميكية تتبع الحركة. ويتم الحصول على كيلو فولت عبر طائرة الأشعة السينية المزدوجة قبل وأثناء العلاج للتحقق من 6 درجة من بين حرية المريض لتحديد المواقع. متحد المستوى وغير متحد المستوى درجة فريدة من حرية تعزيز إيصال جرعة عالية من الإشعاع إلى أهداف السرطان مع التقليل في وقت واحدجرعة الإشعاع إلى أجهزة الحشوية حرجة. ومن المتوقع أن العلاج يعقم أهداف الخلايا السرطانية دون ضرر لا يمكن إصلاحه لسمية ذات الصلة الإشعاع خفض الخلايا العادية. والدراسة المستقبلية للمنصة SBRT جديدة توثيق أي مكاسب في السيطرة المستهدفة وأي تخفيض في آثار جانبية.
التجربة الأولى مع منصة SBRT عروض جديدة تبشر 10. الفروق الدقيقة في تتبع ديناميكية من الرئة لا تزال أورام من يكتشفها. ومع ذلك، فإن بعض التعميمات واضحة. أورام الرئة مما يدل على الحركة أقل من سبعة ملليمترات قد يكون من الأفضل معالجتها من قبل ITV المركبة بالإضافة إلى نهج التوسع 5 مم. لأورام الرئة تظهر 7 ملم أو أكثر ترجمة العمودية، وهو نهج تتبع الديناميكي باستخدام GTVp بالإضافة إلى 5 ملم التوسع قد يكون من الأفضل لتلقي العلاج. هناك حاجة إلى مزيد من البحوث تحديد هذه الحدود. أيضا، 18 الصور F-FDG PET فرضه على 3D CT مجموعات البيانات صورة عادة زيادة حجم ITV المركبة. هذا النهج يفترض حجم EXPANسيون بسبب 18 F-FDG إشارة تشويه تحدث خلال الماسح الضوئي PET في 3-5 دقائق بن مرة. thresholded A 40٪ وقد تمت دراسة 18 F-FDG حجم الهدف السريرية، واستخدمت في أحد برامجنا 1. مزيد من البحوث التي تميز ما إذا كان 18 صور F-FDG PET يتطابق بشكل كاف وهناك حاجة الورم التباطؤ. وأخيرا، يمكن اعتبار ما يصل إلى 3 الآفات في رئة واحدة للعلاج في وقت واحد. خلاف ذلك، ويتم اتباع نهج متسلسل.
تتبع ديناميكية على منصة جديدة SBRT يستخدم ورم الرئة نموذج ارتباط الحركة للتنبؤ ورم الرئة الحركة تصل إلى 40 ميللي ثانية في المستقبل. تدرج موقف وسرعة الجسم الأشعة تحت الحمراء وعلامات الجهاز التنفسي في النموذج. A معدل اكتشاف علامة 70٪ في كيلو فولت المكتسبة الأشعة السينية هو شرط مسبق لتتبع الديناميكي. يتم تعقب Fiducials في ثلاثة أبعاد (أي، س، ص، ض). مسجلة تلقائيا الصور التي تم إنشاؤها بواسطة وحدات كيلو فولت الأشعة السينية ومقارنة الوقت الحقيقي. Oومن المقرر أن القيود المفروضة على والميل عموم الأجهزة انحراف، وتجهيز البرامج، ومراقبة الأداء الموضعية للكيلو فولت وحدة الأشعة السينية الكمون bserved في تتبع الديناميكي. وتشارك المحققين البحوث في تحسين الكمون تتبع.
أثناء الولادة الإشعاع باستخدام تتبع ديناميكية على منصة جديدة SBRT، فمن الأهمية بمكان لمراقبة إيمانية علامة الانجراف. الاتجاهات في الانجراف وراء علامة إيمانية مسبقا التحمل 3 مم في أي نتائج الاتجاه في العلاج وقفة بمبادرة المشغل أو في عقد شعاع التلقائي. في حالة حدوث توقف العلاج، فمن المستحسن أن مشغلي تسمح لاستئناف هادئة حركة التنفس على مدى عدة أنفاس المريض المقبلة ومن ثم استئناف العلاج قبل نموذج ارتباط إعادة البناء. إذا توقف غير ناجحة، تموضع المريض، والأشعة تحت الحمراء التنفس علامة كشف الحركة، وكشف علامة كيلو فولت، وإعادة بناء نمذجة علاقة تتم لاستئناف العلاج. في تجربتنا، والتنفس نماذج الارتباط دقيقة لأجلك ..ص إلى 7 دقائق، تقتصر في كثير من الأحيان التوتر المريض أو الاسترخاء في حين يستريح على الطاولة العلاج.
لا تزال علامات الاستفهام. ما هي العواقب الإحيائية الإشعاعية وطريقة موت الخلايا في الخلايا الطبيعية والخلايا السرطانية التي تحدث بعد جرعة الإشعاع الجر؟ لماذا كان من الصعب جدا لدمج عالية الدقة للإشعاع الجر مع radiosensitizing الكيميائي؟ في حين أنه لا بد من التحقيق في طرائق أخرى لتوصيل الإشعاع الجر في صدره، فإنه لا يزال من غير الواضح ما إذا كان الإشعاع الجر يمكن أن توفر الفاعلية العلاجية تعادل كما جراحة الصدر. في الواقع، جراحة الصدر هي تقنية أكثر شيوعا والتحقق من صحتها لتحقيق القضاء على الورم في الرئة عندما تم تطبيقه بالفعل العلاجات التقليدية. هنا، وتقدم المنصة الجديدة SBRT وسيلة مبتكرة غير الغازية العلاج للنساء والرجال الذين يعانون من أورام الرئة تظهر الحركة.
開示
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا البحث من قبل معهد الخلاصه السرطان.
Materials
| Vero SBRT Linac System 1.0 | Brainlab, Inc. (Munich, Germany) | 46300 | High accuracy first-of-its-kind gimbaled irradiation head with tilt function and gantry rotation |
| Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (Tokyo, Japan) | |||
| Visicoil fiducial marker | IBA Dosimetry America (Bartlett, TN, USA) | 67245 | 0.75 mm x 10 mm marker -or- 0.75 mm x 20 mm marker |
| Gold fiducial marker | Civco Medical Solutions (Orange City, IA, USA) | MTNW887860 | Sterile placement needle (14GA ETW x 20cm) with one 1.6mm × 3mm marker |
参考文献
- Kunos, C., et al. 18FDG-PET/CT definition of clinical target volume for robotic stereotactic body radiosurgery treatment of metastatic gynecologic malignancies. J Nucl Med Radiat Ther. S4:001, (2011).
- Ferlay, J., et al. . GLOBOCAN 2012 v1.0, Cancer Incidence and Mortality Worldwide. , (2013).
- Albain, K., et al. Radiotherapy plus chemotherapy with or without surgical resection for stage III non-small-cell lung cancer: a phase III randomised controlled trial. Lancet. 374, 379-386 (2009).
- Herbst, R. S., et al. TRIBUTE: a phase III trial of erlotinib hydrochloride (OSI-774) combined with carboplatin and paclitaxel chemotherapy in advanced non-small-cell lung cancer. J Clin Oncol. 23, 5892-5899 (2005).
- Trovo, M., et al. Stereotactic body radiation therapy for re-irradiation of persistent or recurrent non-small cell lung cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 88, 1114-1119 (2014).
- Kelly, P., et al. Stereotactic body radiation therapy for patients with lung cancer previously treated with thoracic radiation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 78, 1387-1393 (2010).
- Kunos, C., Brindle, J., DeBernardo, R. Stereotactic radiosurgery for gynecologic cancer. J Vis Exp. 62, e3793 (2012).
- Bral, S., et al. Prospective, risk-adapted strategy of stereotactic body radiotherapy for early-stage non-small-cell lung cancer: results of a Phase II trial. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 80, 1343-1349 (2011).
- Engels, B., et al. Phase II study of helical tomotherapy in the multidisciplinary treatment of oligometastatic colorectal cancer. Radiat Oncol. 7, 34 (2012).
- Depuydt, T., et al. Treating patients with real-time tumor tracking using the Vero gimbaled linac system: Implementation and first review. Radiother Oncol. , (2014).
- Poels, K., et al. A complementary dual-modality verification for tumor tracking on a gimbaled linac system. Radiother Oncol. 109, 469-474 (2013).
- Depuydt, T., et al. Initial assessment of tumor tracking with a gimbaled linac system in clinical circumstances: a patient simulation study. Radiother Oncol. 106, 236-240 (2013).
- Depuydt, T., et al. Computer-aided analysis of star shot films for high-accuracy radiation therapy treatment units. Phys Med Biol. 57, 2997-3011 (2012).
- Adler, J. J., et al. The CyberKnife: a frameless robotic system for radiosurgery. Stereotact Funct Neurosurg. 69, 124-128 (1997).
- Mackie, T., et al. Tomotherapy: a new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy. Medical Physics. 20, 1709-1719 (1993).
- Benedict, S., et al. Intensity-modulated stereotactic radiosurgery using dynamic micro-multileaf collimation. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 50, 751-758 (2001).
- Zheng, X., et al. Survival outcome after stereotactic body radiation therapy and surgery for stage I non-small cell lung cancer: a meta-analysis. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 90, 603-611 (2014).
- Widder, J., et al. Pulmonary oligometastases: metastasectomy or stereotactic ablative radiotherapy. Radiother Oncol. 107, 409-413 (2013).
- Mitera, G., et al. Cost-effectiveness analysis comparing conventional versus stereotactic body radiotherapy for surgically ineligible stage I non-small-cell lung cancer. Journal of oncology practice / American Society of Clinical Oncology. 10, e130-e136 (2014).
- Bijlani, A., Aguzzi, G., Schaal, D. W., Romanelli, P. Stereotactic radiosurgery and stereotactic body radiation therapy cost-effectiveness results. Front Oncol. 3, 77 (2013).
- Harley, D. P., et al. Fiducial marker placement using endobronchial ultrasound and navigational bronchoscopy for stereotactic radiosurgery: an alternative strategy. The Annals of thoracic surgery. 89, 368-373 (2010).
- Bibault, J. E., et al. Image-guided robotic stereotactic radiation therapy with fiducial-free tumor tracking for lung cancer. Radiat Oncol. 7, 102 (2012).
- Bahig, H., et al. Predictive parameters of CyberKnife fiducial-less (XSight Lung) applicability for treatment of early non-small cell lung cancer: a single-center experience. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 87, 583-589 (2013).
- Kunos, C. Image-guided motion management. OMICS J Radiology. 2, e120 (2013).
- Fakiris, A. J., et al. Stereotactic body radiation therapy for early-stage non-small-cell lung carcinoma: four-year results of a prospective phase II study. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75, 677-682 (2009).
- Chang, J. Y., et al. Stereotactic body radiation therapy in centrally and superiorly located stage I or isolated recurrent non-small-cell lung cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 72, 967-971 (2008).
- Kunos, C., et al. Phase II clinical trial of robotic stereotactic body radiosurgery for metastatic gynecologic malignancies. Front Oncol. 2, 181 (2012).
- Ricardi, U., et al. Stereotactic body radiation therapy for lung metastases. Lung Cancer. 75, 77-81 (2012).
