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.
Врачи рассматривают стереотаксической лучевой органосохраняющие тело терапии (ЭСЛТ) для лечения рака экстракраниальных целей должны быть осведомлены о значительных рисках для нормального тканевого повреждения и опасности физического промаха опухоли. Первый в своем роде платформа ЭСЛТ достигает высокой точности обработки абляционный излучения через комбинацию универсальных реального времени изображений решений и современных возможностей отслеживания опухоли. Он использует двойные-диагностические рентгеновские аппараты кВ для стереоскопического обратной разомкнутой целевой рака движения intrafraction, возникающих в результате дыхательных движений и сердцебиения. Изображение наведением обратной связи приводит в в карданном подвесе излучения ускорителя (максимум 15 х 15 см Размер поля), способный в реальном времени ± 4 см панорамирования и наклона, действий. Робот-приводом ± 60 ° поворачивается в интегрированных ± 185 ° вращения гентри позволяют в одной плоскости и ускорителей некомпланарную настройки углов, в конечном счете, позволяет уникальные лечения степеней свободы. Государство-оф–Программное обеспечение RT помогает в реальном времени шесть размеров позиционирование, обеспечивая облучение мишеней рака с точностью менее миллиметра (0,4 мм при изоцентре). Использование этих функций позволяет лечащих врачей, чтобы направить дозу облучения на цели раковой опухоли, одновременно уменьшая дозу облучения нормальных тканей. При добавлении дыхания коррелирует Компьютерная томография (КТ) и 2- [18 F] фтор-2-дезокси-ᴅ-глюкозы (18 F-ФДГ) позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) изображения в системе планирования для расширения целевой опухоли контурной, вероятность физической промаха опухоли становится существенно меньше 1. В этой статье мы опишем новые планы излучения для лечения опухолей легких двигаться.
Рак легких приходится наибольшее число связанных с раком смертей среди женщин и мужчин во всем мире 2. До 63% постоянно или периодически рака легких связаны легочной ткани, что уже облагается налогом химиотерапией или ранее облученных. 3,4. Кроме того облучения в местах постоянных или периодических опухолей легких может привести к невыносимой легких заболеваемости 5,6, особенно, когда обычные операции, химиотерапия, и лучевая терапия уже были опробованы. Таким образом, женщины и мужчины в таких клинических условиях нуждаются в новых стратегиях терапии рака, подобных процедур, представленных ранее в этом журнале 7. Стереотаксической абляционный излучение терапия для тела (ЭСЛТ) может удовлетворить эту потребность, терапевтический стерилизации опухоли легких через целевые точно, высокие дозы излучения 8,9.
Существует роман ЭСЛТ платформа способна этой терапевтической задачи 10-12. Она отделяет себя от других платформ ЭСЛТ поинтеграции двойного диагностики рентгеновских единиц Exactrac кВ (способен конуса луча компьютерная томография цель локализации) и инфракрасного пульта камеры (способна отслеживать маркера поверхности тела, как суррогат для внутреннего движения), что и позволяет стереоскопического обратной разомкнутой рака цель движения intrafraction. Она также имеет уникальную ± 4 см в карданном подвесе излучения ускорителя панорамирования и наклона, что-есть свой пучка излучения образный 60 вольфрамовых сплавов листьев (0,25 см шириной, физической 11 см физической высоты). Он использует полный над-центр-путешествия мульти-лист коллиматор для максимальной 15 х 15 см размер поля. Она включает в себя робота-приводом ± 60 ° поворотный уплотнительное кольцо и ± 185 ° вращения гентри позволяет для планарных и ускорителей некомпланарную настройки углов и уникальных лечебных степеней свободы. Наконец, он имеет точность субмиллиметровую (0,4 мм в изоцентре) 13. В противоположность этому, другие платформы радиотерапии SBRT смонтировать ускоритель клинического излучения либо промышленного робота-манипулятора 14, или винтовой срез-за-среза гентри 15, или в обычной машине, связанного с наведением изображения модуляцией интенсивности лучевой терапии или динамического дуги программном обеспечении доставки 16. Каждая платформа занимается множество деталей машин, чтобы отслеживать движение результате движения дыхания, сердцебиения, или пищеварения. Легких радиохирургия была клинический успех 17,18, оказание модальность роман вариант лечения в области радиационной онкологии 19,20. Это как-бы статья предусматривает один новый протокол лучевой терапии, описывающую динамическое отслеживание опухоли легких для терапевтического лечения намерениях.
Перспективные ранние клинические опыты стереотаксической радиохирургии довели клинических испытаний расследование аблятивной излучения для лечения рака легких 25,26. Опыт привело исследователей использовать абляционного излучение от различных типов опухолей метастазирующими в легкие 27,28. Новая платформа ЭСЛТ вводит систему доставки излучения особенно приспособлены к обработке движущихся опухолей.
Новая платформа обеспечивает ЭСЛТ невидимый лечение рентгеновского, который создается с помощью линейного ускорителя, установленного в поворот уплотнительного кольца козловых. Карданный механизм позволяет панорамирования и наклона-движение линейного ускорителя, обеспечивая динамическое отслеживание движения опухоли в срок. Двойные рентгеновские лучи кросс-плоскость кВ получены до и во время лечения, чтобы убедиться, 6 степенями свободы позиционирование пациента. В одной плоскости и некомпланарными уникальные степеней свободы улучшают доставку высокой дозы излучения на цели рака, одновременно минимизируядоза облучения критических внутренних органов. Предполагается, что лечение стерилизует цели раковых клеток без непоправимому повреждению нормальных клеток понижающие излучения, связанных с токсичностью. Будущее исследование нового ЭСЛТ платформы документировать любые успехи в целевой контроля и какого-либо снижения побочных эффектов.
Начальный опыт с новой платформой шоу ЭСЛТ обещают 10. Нюансы динамического отслеживания легкого опухоли продолжить изучение; Однако, некоторые обобщения очевидны. Опухоли легких, демонстрирующие движения менее семи миллиметров может быть лучше лечить с помощью композитного ITV плюс 5 мм подхода расширения. Для опухолей легких, показывающих 7 мм или более вертикальных перевод, динамический подход отслеживания, используя GTVp плюс 5 мм расширение может быть лучше для лечения. Дальнейшие исследования определении этих границ необходимо. Кроме того, 18 F-ФДГ ПЭТ изображения накладываются на 3D изображении КТ наборы данных, как правило, увеличение объемов композитных ITV. Этот подход предполагает, объем ExpanСион в связи с 18 F-ФДГ сигнала мазка происходит в течение 3-5 мин время бен ПЭТ сканера. 40% пороговой 18 F-ФДГ клиническая целевого объема была изучена и был использован в одной из наших программ 1. Дальнейшие исследования, характеризующие будь то 18 F-ФДГ ПЭТ изображения адекватно воспроизводит опухоли гистерезис необходим. Наконец, до 3 поражения в одном легком могут быть рассмотрены для лечения в одно время. В противном случае, последовательный подход делается.
Динамическое слежение на новой платформе ЭСЛТ использует корреляции движения модели опухоли легких предсказать движение опухоли легких до 40 мс в будущее. Положение и скорость инфракрасного тела и дыхательных маркеров включены в модель. Частота выявления маркеров 70% в приобретенные кВ рентгеновских лучей условием для динамичного отслеживания. Реперные отслеживаются в трех измерениях (т.е., X, Y, Z). Изображения, полученные с помощью кВ рентгеновских единиц автоматически регистрируются и по сравнению в реальном времени. Оbserved задержки в динамическом отслеживания из-за ограничений в панорамирования и наклона карданного-аппаратных средств, программного обеспечения обработки и позиционной работы управления рентгеновских единиц кВ. Исследовательские следователи занимаются в улучшении задержки отслеживания.
Во время родов излучения с помощью динамического отслеживания на новой платформе ЭСЛТ, важно следить за доверительное маркера дрейфа. Тенденции в доверительное маркера дрейфа за предопределенных 3 мм допуски в каких-либо результатов в направлении оператора инициативе паузы лечения или в автоматическом удержании пучка. Если пауза лечение происходит, рекомендуется, чтобы операторы позволяют возобновления тихом дыхательного движения в течение следующих нескольких вдохов пациента, а затем лечение возобновления до корреляции модели восстановления. Если паузы неудачно, репозиционирование пациент, обнаружение движения инфракрасный дыхание маркер, обнаружение кВ маркер, корреляция моделирование перестроение сделаны, чтобы продолжить лечение. По нашему опыту, дыхание корреляции модели являются точными для ир 7 мин, часто ограничивается пациента напряженности или релаксации во время отдыха на столе лечения.
Без ответов остаются вопросы. Каковы последствия и радиобиологических режим гибели клеток в нормальных клетках и раковых клеток, происходящих после аблятивной дозы облучения? Почему было так трудно объединить высокоточной органосохраняющие излучение с радиосенсибилизирующее химиотерапии? Хотя важно, чтобы исследовать другие условия доставки органосохраняющие излучение в груди, он остается неясным, может ли абляционный излучения обеспечивают эквивалентную терапевтическую эффективность как торакальной хирургии. Действительно, торакальная хирургия является более распространенным и утверждена методика на искоренение опухоли в легких, когда обычные методы лечения уже применяется. Здесь новая платформа обеспечивает ЭСЛТ инновационные неинвазивные средства терапии для женщин и мужчин с опухолями легких, показывая движение.
The authors have nothing to disclose.
Это исследование было поддержано Институтом рака Сумма.
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 |