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.
רופאים שוקלים טיפול stereotactic פולשני קרינת גוף (SBRT) לטיפול בסרטן מטרות extracranial חייבים להיות מודעים לסיכונים לא מבוטלים לפגיעה ברקמות נורמליות והסכנות של מיס גידול הפיזי. פלטפורמת SBRT ראשונה מסוגה משיגה טיפול קרינה פולשני דיוק גבוה באמצעות שילוב של פתרונות מגוונים בזמן אמת הדמיה ויכולות מעקב גידול מתוחכמים. היא משתמשת ביחידות כפולה אבחון ק רנטגן למשוב לולאה פתוחה סטריאוסקופית של תנועת intrafraction יעד הסרטן המתרחש כתוצאה מתנועות ופעימות לב נשימה. משוב מונחה הדמית כונני מאיץ gimbaled קרינה (גודל שדה מקסימאלי 15 x 15 סנטימטרים) מסוגל בזמן אמת פעולה ± 4 סנטימטר במחבת ולהטות. ± 60 ° הצירים של משולבים ± 185 ° gantry סיבובי המונע על ידי הרובוט מאפשר זוויות הגדרת coplanar וקרן המאיץ אינו coplanar, סופו של דבר התיר מעלות טיפול ייחודיות של חופש. מדינה-of-the-תוכנת RT מסייעת בזמן אמת שישה מיצוב ממדי, הבטחת הקרנה של מטרות סרטן עם דיוק תת מילימטר (0.4 מ"מ בisocenter). שימוש בתכונות אלה מאפשר טיפול רופאים לנווט מינון קרינה למטרות גידול הסרטן תוך צמצום מינון קרינה לרקמות נורמליות. על ידי הוספת מתאם טומוגרפיה נשימה ממוחשבת (CT) ו2- [18 F] תמונות fluoro-2-ᴅ-גלוקוז deoxy (18 F-FDG) טומוגרפיה פליטת פוזיטרונים (PET) למערכת התכנון לקווי מתאר של יעד גידול משופר, את הסבירות של מיס גידול הפיזי הופך באופן משמעותי פחות 1. במאמר זה, אנו מתארים תוכניות קרינה חדשות לטיפול בהעברת גידולי ריאה.
סרטן הריאות בחשבון את המספר הגדול ביותר של מקרי מוות הקשורים לסרטן בנשים וגברים ברחבי העולם 2. עד 63% ממקרי סרטן הריאות מתמשכים או חוזר כרוך רקמת ריאה שכבר הוא במס על ידי כימותרפיה או בעבר מוקרן. 3,4. הקרנה נוספת באתרים של גידולי ריאה מתמשכים או חוזרים ונשנים עלולה לגרום לתחלואת ריאות בלתי נסבלת 5,6, במיוחד כאשר ניתוח קונבנציונלי, טיפול כימותרפי, וקרינה כבר ניסה. כך, נשים וגברים בנסיבות קליניות כאלה צריכים אסטרטגיות טיפול בסרטן חדשות דומות לטיפולים שהוצגו בפני בכתב עת זה 7. טיפול stereotactic פולשני קרינת גוף (SBRT) עשוי לספק את הצורך טיפולי זו על ידי חיטוי גידולי ריאה באמצעות קרינה ממוקדת בדיוק, במינון גבוה 8,9.
יש פלטפורמת SBRT רומן מסוגלת משימה טיפולית זה 10-12. הוא מפריד את עצמו מפלטפורמות SBRT אחרות על ידישילוב יחידות כפולי אבחון Exactrac ק רנטגן (מסוגל קונוס-קרן לוקליזציה יעד טומוגרפיה ממוחשבת) ויחידת אינפרא אדום מצלמה (מסוגל מעקב סמן משטח גוף כתחליף לתנועה פנימית) ששניהם מאפשרים משוב לולאה פתוחה סטריאוסקופית של הסרטן יעד תנועת intrafraction. כמו כן, יש מאיץ ייחודי ± 4 סנטימטר gimbaled פאן-ולהטות קרינה שיש אלומת הקרינה שלה מעוצבת על ידי 60 עלים טונגסטן סגסוגת (רוחב פיזי 0.25 סנטימטר, גובה פיזי 11 סנטימטרים). היא משתמשת collimator רב-עלה מלאה על-מרכז-נסיעות לגודל שדה סנטימטר מקסימום 15 x 15. היא משלבת ± 60 ° O-טבעת ציר מונע רובוט ו± 185 ° gantry סיבוב המאפשר זוויות ומעלות טיפול ייחודיות של חופש הגדרה coplanar וקרן המאיץ אינו coplanar. לבסוף, יש לו דיוק Submillimeter (0.4 מ"מ בisocenter) 13. לעומת זאת, פלטפורמות הקרנות SBRT אחרות הר מאיץ קרינה קליני או לזרוע הרובוטית תעשייתית 14, או לgantry הפרוסה-ידי-פרוסת סליל 15, או בתוך מכונה קונבנציונלית קשורה לטיפול מונחה הדמית עוצמה מווסתת קרינה או תוכנת משלוח קשת דינמית 16. כל פלטפורמה עוסקת במגוון של רכיבי מחשב כדי לעקוב אחר תנועה וכתוצאה מתנועת נשימה, דפיקות לב, או עיכול. radiosurgery הריאות יש לו הצלחה קלינית 17,18, טיוח שיטת אפשרות טיפול חדשני באונקולוגיה קרינת 19,20. כיצד לבצע מאמר זה מספק פרוטוקול חדש טיפול בהקרנות המתאר מעקב גידול ריאות דינמי לכוונת טיפול טיפולית.
חוויות מוקדמות מבטיחות radiosurgery stereotactic קליניות מונעות חקירת ניסוי קלינית של קרינה פולשני לטיפול בסרטן ריאות 25,26. ניסיון הוביל חוקרים להשתמש קרינה פולשני נגד מגוון רחב של סוגי גידולי גרורות לריאות 27,28. פלטפורמת SBRT החדשה מציגה מערכת מסירת קרינה קשובים במיוחד לטיפול בגידולים נעו.
הפלטפורמה החדשה מספקת SBRT טיפול רנטגן סמוי שנוצר על ידי מאיץ ליניארי רכוב בתוך gantry O-טבעת ציר. מנגנון gimbal מאפשר תנועה הפאן-ו- הטיה של המאיץ ליניארי, מתן הצעת מעקב גידול דינמי בזמן. צילומי רנטגן ק מטוס צולב הכפול מתקבלים לפני ובמהלך הטיפול כדי לוודא 6 מיצוב מטופל דרגה של החופש. מעלות הייחודיות coplanar ולא coplanar חופש לשפר את המסירה של מינון קרינה גבוה למטרות סרטן תוך מזעור בו זמניתמינון קרינה לאיברים פנימיים חיוניים. זה צפוי כי טיפול מעקר מטרות תאים סרטניות ללא נזק בלתי הפיך לרעילות הקשורות לקרינה להורדת תאים נורמלים. מחקר עתידי של פלטפורמת SBRT החדשה יתעד רווחים כל בשליטת היעד וירידה בכל תופעות לוואי.
ניסיון ראשוני עם מופעי פלטפורמת SBRT החדשים מבטיח 10. דקויות של מעקב הדינמי של ריאות גידולים ימשיכו להיחקר; עם זאת, כמה הכללות הן לכאורה. גידולי ריאה מדגימים תנועה פחות משבעה מילימטרים ניתן לטפל הטוב ביותר על ידי ITV מרוכבים בתוספת גישת התרחבות 5 מ"מ. לגידולי ריאה מראים 7 מ"מ או תרגום אנכי יותר, גישת מעקב דינמית באמצעות GTVp בתוספת 5 מ"מ הרחבה עשוי להיות הטוב ביותר לטיפול. יש צורך במחקר נוסף המגדיר את המגבלות הללו. כמו כן, 18 תמונות F-FDG PET גבי על מערכי נתונים תמונת 3D CT בדרך כלל להגדיל את כמויות ITV מרוכבים. גישה זו מניחה Expan נפחשיאון בשל 18 למרוח אות F-FDG מתרחש במהלך זמן בן 3-5 דקות של סורק PET. % 40 thresholded 18 F-FDG יעד קליני נפח נחקר ונעשה שימוש באחת מהתוכניות שלנו 1. מחקר נוסף המאפיין אם 18 תמונות F-FDG PET כראוי משכפל נחוץ hysteresis גידול. לבסוף, עד 3 נגעים באחת ריאות יכולים להיחשב לטיפול בפעם אחת. אחרת, גישה רציפה נעשה.
מעקב דינמי על פלטפורמת SBRT החדשה עושה שימוש במודל מתאם תנועת גידול ריאות לחזות תנועת גידול ריאות עד 40 אלפיות שניים אל העתיד. מיקום ומהירות של גוף אינפרא אדום וסמני נשימה כלולים במודל. שיעור גילוי סמן של 70% בkV רכש קרני רנטגן הוא הכרחי למעקב דינמי. Fiducials מתבצע מעקב בשלושה ממדים (כלומר, x, y, z). תמונות שנוצרו על ידי יחידות רנטגן ק באופן אוטומטי רשומות והשוואה בזמן אמת. Oחביון bserved במעקב דינמי הוא בשל מגבלות בחומרה פאן-ולהטות gimbal, עיבוד תוכנה, וביצועי שליטה במיקום של יחידות רנטגן ק. חוקרי מחקר עוסקים בשיפור חביון מעקב.
במהלך לידת קרינה באמצעות מעקב דינמי על פלטפורמת SBRT החדשה, זה קריטי לצפות לסחיפת סמן fiducial. מגמות בסחף סמן fiducial מעבר טולרנסים 3 מ"מ מוגדרים מראש בכל תוצאות כיוון בהפסקת טיפול ביוזמת מפעיל או בהמתנת קרן אוטומטית. אם הפסקה טיפול מתרחשת, מומלץ כי מפעילים לאפשר לחידוש תנועה שקטה נשימה על כמה נשימות המטופל הבאות ולאחר מכן חידוש טיפול לפני מודל מתאם לבנות מחדש. אם הפסקות הם מיצוב מחדש מוצלח, מטופל, זיהוי תנועת סמן נשימת אינפרא אדום, איתור סמן ק, דוגמנות מתאם לבנות מחדש נעשית כדי לחדש את הטיפול. מניסיוננו, מודלים מתאם נשימה מדויקים עבור Uעמ '7 דקות, מוגבל לעתים קרובות על ידי מתח או הרפיה מטופל בזמן מנוחה על שולחן הטיפול.
שאלות שלא נענו להישאר. מהן ההשלכות radiobiological והמצב של מוות של תאים בתאים נורמלים ותאי הסרטן שהתרחשו לאחר מינון קרינה פולשני? למה זה היה כל כך קשה כדי למזג קרינה פולשני דיוק גבוה עם radiosensitizing כימותרפיה? אמנם זה חיוני כדי לחקור שיטות אחרות של מתן קרינה פולשני בחזה, זה עדיין לא ברור, האם קרינה פולשני יכולה לספק יעילות טיפולית שווה ערך כמו ניתוח חזה. ואכן, ניתוח חזה הוא הטכניקה הנפוצה יותר ומאומתים להשיג מיגור גידול בריאות כאשר טיפולים קונבנציונליים כבר מיושם. כאן, הפלטפורמה החדשה מספקת SBRT אמצעים לא פולשניים חדשניים של טיפול לנשים וגברים עם גידולי ריאה מראים תנועה.
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה נתמך על ידי Summa מכון הסרטן.
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 |