Cette recherche a été soutenue par l&#39;Institut du cancer Summa.

Déclaration éthique: Summa Health System examen institutionnel approbation du conseil a été obtenue pour cette étude. 1. Consultation Traitement <ol><li> Décrire le nouveau traitement de SBRT du poumon pour le patient. NOTE: La nouvelle plate-forme offre SBRT coplanaires et dose élevée rayonnements non coplanaires aux cibles cancéreuses tout en réduisant la dose de rayonnement à des organes non ciblés. </li><li> Discutez des risques de traitement. NOTE: SBRT pourrait résulter en une hyperpigmentation court terme la peau ou un érythème, la fatigue, la toux fréquentes, nausées, oesophagite, et des blessures des organes viscéraux rare. Pneumopathie, ou une inflammation du poumon avec une faible fièvre et une toux non productive, peuvent se produire jusqu&#39;à trois mois après le traitement. Les blessures aiguës ou tardives à cœur, d&#39;autres muscles, les nerfs périphériques ou de la moelle épinière, et l&#39;os sont rares. Il ya un très faible risque de malignité radio-induite. </li></ol> 2. Fiducial Marker Placement <ol><li> Perform percutanée guidée par TDM ou de placement bronchoscopique d&#39;un marqueur revêtu d&#39;or unique inséré dans la tumeur cible centre de masse. <ol><li> Demandez un radiologue pour effectuer un 3-5 mm d&#39;épaisseur imagerie tomographique contiguë axiale de la poitrine du patient 7. </li><li> Déterminer une approche sécuritaire de seringues en minimisant le tissu cellulaire du poumon traversé (en évitant de bulles et de fissures) 7. </li><li> Injecter l&#39;anesthésie sous-cutanée locale (par exemple, 1% de lidocaïne). </li><li> Présentez 17 ou 18 G aiguille de coaxiaux à placer un seul court (0,75 x 10 mm) ou seule longue (0,75 x 20 mm) marqueur 10. </li></ol></li><li> Faites un placement marqueur électromagnétique navigation bronchoscopie guidée fiducial en demandant un pneumologue pour acquérir imagerie tomographique de la poitrine pour la cartographie endobronchique 21. <ol><li> Coincer le bronchoscope dans le segment soupçonné bronchique. </li><li> Diriger la sonde de détection de bronchoscope à la lésion cible. </li><li> Déployer un repère de référenceer par aiguille transbronchique. NOTE: Les techniques de radiochirurgie sans repère dans le poumon sont considérés comme expérimental et sous réserve de recherche active 22,23. </li></ol></li><li> Comme une alternative, afin au moins trois courts (1,6 x 3 mm) marqueurs revêtues d&#39;or pour être positionnés à l&#39;intérieur de 6 cm &#39;boîte&#39; autour de la cible. Si plus d&#39;un marqueur de calibrage est placé, une séparation physique de 2 cm entre les marqueurs est recommandée. </li></ol> 3. Planification du traitement <ol><li> Effectuer la simulation CT-guidée (décrit dans les étapes 3.2 et 3.3) 4-7 jours après le placement de marqueur de repère. </li><li> Demandez au patient de se situer dans une tête première sur le dos sur la machine de traitement de table plat. <ol><li> Placez les bras du patient dessus de leur tête, soutenue par bras et du poignet supports supérieur ou un vide-sac immobilisation. Veiller à ce que le thorax et l&#39;abdomen ne sont pas immobilisés. </li><li> Eventuellement, utiliser une éponge genou localisée à deux broches pour l&#39;indexation. </li><li> Endroitau moins 4 marqueurs de corps infrarouge suivis sur la poitrine pour la localisation. Marqueurs de respiration infrarouges distraire excessivement régions du corps démontrant mouvement vertical cohérente respiratoire (3 mm ou plus de mouvement crête-à-crête est recommandé). </li></ol></li><li> Mener une contiguë à balayage hélicoïdal non contrasté axiale de CT (1 mm d&#39;épaisseur de tranche, la tension de 120 kV, 350 mAs). NOTE: Les médecins traitants peuvent commander un 4D CT scan thorax 12 ou un scan du thorax 3D CT qui comprend respiration libre, fin inspiration, et l&#39;image apnée fin d&#39;expiration fixe 24. </li><li> Obtenir 18 scans F-FDG PET / CT pour améliorer la capture de mouvement de la tumeur du poumon. <ol><li> Demandez aux patients de se trouver dans une position de balayage la tête la première pour tomodensitométrie hélicoïdale contigus (par exemple, la tension de 120 kV, 450 mAs) de la ligne à orbitomeatal cuisses pendant la respiration calme. </li><li> Acquérir 18 F-FDG PET après administration intraveineuse de 11 mCi de 18 F-FDG, en moyenne, dans le même scposition à partir de la ligne orbitomeatal à Anning cuisses pendant la respiration calme. Si cette technique est utilisée, 18 scans F-FDG PET / CT sont auto-profilée par un logiciel mis à un seuil SUV max de 40%, puis, co-enregistrés avec des images de simulation de CT comme décrit 1. </li></ol></li><li> Modeler le poumon volume primaire brute cible ou volumes (GTVp) par dessin à la main sur des jeux de données 4D CT, de préférence la phase expiratoire. L&#39;élargissement du GTVp avec une marge de 5 mm crée le volume de la tumeur de planification (PTV). la planification de la dose de rayonnement se produit sur l&#39;analyse de phase fin d&#39;expiration pour le suivi dynamique. NOTE: Comme une alternative et lors de l&#39;utilisation des ensembles de données 3D CT, la respiration libre scan de simulation de CT est le balayage de référence. En utilisant cette technique, le rayonnement traiter contours oncologue la GTV sur la respiration libre (GTVfb), l&#39;inspiration (GTVi), et de l&#39;expiration (GTVe) scans de simulation de CT. Un maximum contour de la valeur d&#39;absorption norme seuillée de 40 pour cent sur ​​les 18 images F-FDG PET crée une <sup&gt; 18 F-FDG volume cible clinique (CTVpet) 1. Un ITV composite représente la somme ajoutée des volumes GTVfb, GTVi, GTVe et CTVpet. Un accroissement de la marge de 5 mm de l&#39;ITV composite crée un PTV. Ici, la planification de la dose de rayonnement se produit sur le scan respiration libre pour le suivi dynamique. </li><li> Structures voisines Contour normales de tissus en tirant sur des ensembles de données 4D CT, de préférence la phase expiratoire main. Cela peut inclure des poumons, du cœur normaux plus péricarde, de l&#39;oesophage, du foie, des reins bilatéraux, plexus brachial, et la moelle épinière. Un contour de la trachée, bronche souche droite et bronche souche gauche peut être généré, agrandi 3 mm, et utilisé comme une contrainte de planification de haute priorité pour éviter la toxicité tardive fibrose des voies respiratoires. </li><li> Cliquez sur le bouton de suivi dynamique dans le logiciel de planification. Cette action engage la gimbaled suivi panoramique et d&#39;inclinaison sur la nouvelle plate-forme SBRT. </li><li> Prescrire une dose de rayonnement à la PTV. Considérons l&#39;un des trois rayonnement Monte Carlo dose prescriptions: 3 x 17 = 51 Gy Gy par jour pendant lésions pulmonaires périphériques; 4 x 12 Gy Gy = 48 pour les lésions pulmonaires et les lésions centrales de la paroi thoracique périphériques; ou chaque autre jour 5 x 10 Gy = 50 Gy. Peu fréquemment lorsque les contraintes de volume PTV (c.-à-couverture de 95%) ou les contraintes d&#39;organes à risque ne sont pas remplies, une ordonnance de 8 x 7,5 Gy = 60 Gy peut être utilisé. </li></ol> 4. Traitement de livraison et de flux de travail <ol><li> Construire un modèle de corrélation de la respiration calme après couchée tête-premier alignement. <ol><li> Placez 4 (ou jusqu&#39;à 6) marqueurs de corps infrarouge sur le corps dans les mêmes emplacements marqués identifiés à la simulation CT. </li><li> Vérifier l&#39;exactitude de position des marqueurs de corps et l&#39;alignement du patient par caméra infrarouge et des écrans sur la console de traitement. NOTE: La position de marqueur de corps sert un chèque de faisceau-on pour mouvement irrégulier, une telle toux. </li><li> Acquérir plan croisé à double diagnostic kV radiographies ou des images de tomodensitométrie à faisceau conique la console de traitement pour détecter les marqueurs implantés pour p interneprécision ositional. </li><li> Associé et corrélat mouvement de marqueur de corps (comme un substitut pour la respiration) et le mouvement de marqueur implanté interne avec le logiciel de l&#39;ordinateur lié à la nouvelle plate-forme flux SBRT. REMARQUE: Une méthode de localisation alternative implique l&#39;alignement orthogonale du patient selon antérieure et de simulation de CT marques de triangulation laser latéral tatoués et l&#39;utilisation d&#39;un tableau de référence normalisé (étoile) avec six marqueurs imprégnés du corps infrarouges. </li></ol></li><li> Générer un modèle mouvement de corrélation de la tumeur du poumon. <ol><li> Dériver un chemin panoramique et inclinaison de cardan pour l&#39;accélérateur pour suivre le mouvement de la tumeur en utilisant un logiciel informatique liée à la nouvelle plate-forme flux SBRT. </li><li> Visuellement évaluer le mouvement de la tumeur modèle de corrélation du poumon avant la livraison de rayonnement. </li></ol></li><li> Observez la dérive de marqueur de repère lors de la livraison de rayonnement. </li><li> Évaluer le patient machines collisions dues à la rotation de portique, O-ring pivot, et cardan l&#39;action pan-et-tilts avant de planifier la livraison. NOTE: Le personnel de rayonnement effectuer cette étape. Le traitement peut entraîner des cinq à neuf coplanaires et de traitement non coplanaires poutres statiques, manuellement et visuellement vérifiés par le personnel de livraison de rayonnement. Les traitements peuvent durer 15-30 minutes, avec une tumeur du poumon vérifications de modèle mouvement de corrélation effectuées environ tous les 7 min. </li></ol>

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	<li>Kunos, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=18FDG-PET/CT+definition+of+clinical+target+volume+for+robotic+stereotactic+body+radiosurgery+treatment+of+metastatic+gynecologic+malignancies.">18FDG-PET/CT definition of clinical target volume for robotic stereotactic body radiosurgery treatment of metastatic gynecologic malignancies.</a> J Nucl Med Radiat Ther. S4:001, (2011).</li><li>Ferlay, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> GLOBOCAN 2012 v1.0, Cancer Incidence and Mortality Worldwide. , (2013).</li><li>Albain, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiotherapy+plus+chemotherapy+with+or+without+surgical+resection+for+stage+III+non-small-cell+lung+cancer:+a+phase+III+randomised+controlled+trial.">Radiotherapy plus chemotherapy with or without surgical resection for stage III non-small-cell lung cancer: a phase III randomised controlled trial.</a> Lancet. 374, 379-386 (2009).</li><li>Herbst, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=TRIBUTE:+a+phase+III+trial+of+erlotinib+hydrochloride+(OSI-774)+combined+with+carboplatin+and+paclitaxel+chemotherapy+in+advanced+non-small-cell+lung+cancer.">TRIBUTE: a phase III trial of erlotinib hydrochloride (OSI-774) combined with carboplatin and paclitaxel chemotherapy in advanced non-small-cell lung cancer.</a> J Clin Oncol. 23, 5892-5899 (2005).</li><li>Trovo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotactic+body+radiation+therapy+for+re-irradiation+of+persistent+or+recurrent+non-small+cell+lung+cancer.">Stereotactic body radiation therapy for re-irradiation of persistent or recurrent non-small cell lung cancer.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 88, 1114-1119 (2014).</li><li>Kelly, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotactic+body+radiation+therapy+for+patients+with+lung+cancer+previously+treated+with+thoracic+radiation.">Stereotactic body radiation therapy for patients with lung cancer previously treated with thoracic radiation.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 78, 1387-1393 (2010).</li><li>Kunos, C., Brindle, J., DeBernardo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotactic+radiosurgery+for+gynecologic+cancer.">Stereotactic radiosurgery for gynecologic cancer.</a> J Vis Exp. 62, e3793 (2012).</li><li>Bral, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prospective,+risk-adapted+strategy+of+stereotactic+body+radiotherapy+for+early-stage+non-small-cell+lung+cancer:+results+of+a+Phase+II+trial.">Prospective, risk-adapted strategy of stereotactic body radiotherapy for early-stage non-small-cell lung cancer: results of a Phase II trial.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 80, 1343-1349 (2011).</li><li>Engels, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+II+study+of+helical+tomotherapy+in+the+multidisciplinary+treatment+of+oligometastatic+colorectal+cancer.">Phase II study of helical tomotherapy in the multidisciplinary treatment of oligometastatic colorectal cancer.</a> Radiat Oncol. 7, 34 (2012).</li><li>Depuydt, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Treating+patients+with+real-time+tumor+tracking+using+the+Vero+gimbaled+linac+system:+Implementation+and+first+review.">Treating patients with real-time tumor tracking using the Vero gimbaled linac system: Implementation and first review.</a> Radiother Oncol. , (2014).</li><li>Poels, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+complementary+dual-modality+verification+for+tumor+tracking+on+a+gimbaled+linac+system.">A complementary dual-modality verification for tumor tracking on a gimbaled linac system.</a> Radiother Oncol. 109, 469-474 (2013).</li><li>Depuydt, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Initial+assessment+of+tumor+tracking+with+a+gimbaled+linac+system+in+clinical+circumstances:+a+patient+simulation+study.">Initial assessment of tumor tracking with a gimbaled linac system in clinical circumstances: a patient simulation study.</a> Radiother Oncol. 106, 236-240 (2013).</li><li>Depuydt, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-aided+analysis+of+star+shot+films+for+high-accuracy+radiation+therapy+treatment+units.">Computer-aided analysis of star shot films for high-accuracy radiation therapy treatment units.</a> Phys Med Biol. 57, 2997-3011 (2012).</li><li>Adler, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+CyberKnife:+a+frameless+robotic+system+for+radiosurgery.">The CyberKnife: a frameless robotic system for radiosurgery.</a> Stereotact Funct Neurosurg. 69, 124-128 (1997).</li><li>Mackie, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tomotherapy:+a+new+concept+for+the+delivery+of+dynamic+conformal+radiotherapy.">Tomotherapy: a new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy.</a> Medical Physics. 20, 1709-1719 (1993).</li><li>Benedict, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intensity-modulated+stereotactic+radiosurgery+using+dynamic+micro-multileaf+collimation.">Intensity-modulated stereotactic radiosurgery using dynamic micro-multileaf collimation.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 50, 751-758 (2001).</li><li>Zheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Survival+outcome+after+stereotactic+body+radiation+therapy+and+surgery+for+stage+I+non-small+cell+lung+cancer:+a+meta-analysis.">Survival outcome after stereotactic body radiation therapy and surgery for stage I non-small cell lung cancer: a meta-analysis.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 90, 603-611 (2014).</li><li>Widder, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulmonary+oligometastases:+metastasectomy+or+stereotactic+ablative+radiotherapy.">Pulmonary oligometastases: metastasectomy or stereotactic ablative radiotherapy.</a> Radiother Oncol. 107, 409-413 (2013).</li><li>Mitera, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cost-effectiveness+analysis+comparing+conventional+versus+stereotactic+body+radiotherapy+for+surgically+ineligible+stage+I+non-small-cell+lung+cancer.">Cost-effectiveness analysis comparing conventional versus stereotactic body radiotherapy for surgically ineligible stage I non-small-cell lung cancer.</a> Journal of oncology practice / American Society of Clinical Oncology. 10, e130-e136 (2014).</li><li>Bijlani, A., Aguzzi, G., Schaal, D. W., Romanelli, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotactic+radiosurgery+and+stereotactic+body+radiation+therapy+cost-effectiveness+results.">Stereotactic radiosurgery and stereotactic body radiation therapy cost-effectiveness results.</a> Front Oncol. 3, 77 (2013).</li><li>Harley, D. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiducial+marker+placement+using+endobronchial+ultrasound+and+navigational+bronchoscopy+for+stereotactic+radiosurgery:+an+alternative+strategy.">Fiducial marker placement using endobronchial ultrasound and navigational bronchoscopy for stereotactic radiosurgery: an alternative strategy.</a> The Annals of thoracic surgery. 89, 368-373 (2010).</li><li>Bibault, J. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+robotic+stereotactic+radiation+therapy+with+fiducial-free+tumor+tracking+for+lung+cancer.">Image-guided robotic stereotactic radiation therapy with fiducial-free tumor tracking for lung cancer.</a> Radiat Oncol. 7, 102 (2012).</li><li>Bahig, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predictive+parameters+of+CyberKnife+fiducial-less+(XSight+Lung)+applicability+for+treatment+of+early+non-small+cell+lung+cancer:+a+single-center+experience.">Predictive parameters of CyberKnife fiducial-less (XSight Lung) applicability for treatment of early non-small cell lung cancer: a single-center experience.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 87, 583-589 (2013).</li><li>Kunos, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Image-guided+motion+management.">Image-guided motion management.</a> OMICS J Radiology. 2, e120 (2013).</li><li>Fakiris, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotactic+body+radiation+therapy+for+early-stage+non-small-cell+lung+carcinoma:+four-year+results+of+a+prospective+phase+II+study.">Stereotactic body radiation therapy for early-stage non-small-cell lung carcinoma: four-year results of a prospective phase II study.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 75, 677-682 (2009).</li><li>Chang, J. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotactic+body+radiation+therapy+in+centrally+and+superiorly+located+stage+I+or+isolated+recurrent+non-small-cell+lung+cancer.">Stereotactic body radiation therapy in centrally and superiorly located stage I or isolated recurrent non-small-cell lung cancer.</a> Int J Radiat Oncol Biol Phys. 72, 967-971 (2008).</li><li>Kunos, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+II+clinical+trial+of+robotic+stereotactic+body+radiosurgery+for+metastatic+gynecologic+malignancies.">Phase II clinical trial of robotic stereotactic body radiosurgery for metastatic gynecologic malignancies.</a> Front Oncol. 2, 181 (2012).</li><li>Ricardi, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotactic+body+radiation+therapy+for+lung+metastases.">Stereotactic body radiation therapy for lung metastases.</a> Lung Cancer. 75, 77-81 (2012).</li></ol>

Les auteurs ont rien à révéler.

Premières expériences cliniques de radiochirurgie stéréotaxique prometteurs ont conduit une enquête de l&#39;essai clinique de rayonnement ablatif pour le traitement des cancers du poumon 25,26. L&#39;expérience a conduit les chercheurs à utiliser un rayonnement ablatif contre une variété de types de tumeurs métastases au poumon 27,28. La nouvelle plate-forme SBRT introduit un système de livraison de rayonnement particulièrement sensible au traitement des tumeurs mobiles. La nouvelle plate-forme SBRT délivre un traitement invisible aux rayons X qui est généré par un accélérateur linéaire monté dans un portique pivotant joint torique. Un mécanisme à cardan permet un mouvement panoramique et d&#39;inclinaison de l&#39;accélérateur linéaire, fournissant tumeur dynamique suivi de mouvement en temps. Radiographies plan croisé kV double sont obtenus avant et pendant le traitement pour vérifier le positionnement 6 degrés de liberté patient. Coplanaires et non coplanaires degrés de liberté unique d&#39;améliorer la prestation de la dose de rayonnement élevée aux cibles cancéreuses tout en minimisant simultanémentla dose de rayonnement vers les organes viscéraux critiques. Il est prévu que le traitement stérilise cibles cellulaires cancéreuses sans dommages irréparables à des cellules normales qui abaisse la toxicité liée au rayonnement. Étude future de la nouvelle plate-forme de SBRT documentera les gains en matière de contrôle de la cible et une réduction des effets secondaires. L&#39;expérience initiale avec la nouvelle plateforme spectacles SBRT promettre 10. Nuances de suivi dynamique des tumeurs du poumon continuent d&#39;être explorées; Cependant, certaines généralisations sont apparents. Des tumeurs pulmonaires démontrant mouvement moins de sept millimètres peuvent être mieux traités par un ITV composite plus 5 mm approche d&#39;expansion. Pour les tumeurs pulmonaires montrant 7 mm ou de traduction plus verticale, une approche de suivi dynamique en utilisant un GTVp, plus l&#39;expansion de 5 mm peut être le meilleur pour le traitement. De plus amples recherches définir ces limites est nécessaire. En outre, 18 images F-FDG PET superposées sur l&#39;image 3D CT ensembles de données augmentent habituellement volumes ITV composites. Cette approche suppose le volume expansion en raison de 18 signal F-FDG frottis survenant pendant 3-5 min temps bin du scanner TEP. A 40% seuillée 18 F-FDG volume cible clinique a été étudiée et a été utilisé dans l&#39;un de nos programmes 1. Des recherches complémentaires caractérisant si 18 images F-FDG PET réplique adéquate hystérésis de la tumeur est nécessaire. Enfin, jusqu&#39;à trois lésions dans un seul poumon peuvent être considérés pour un traitement en une seule fois. Sinon, une approche séquentielle est fait. Suivi dynamique sur la nouvelle plate-forme SBRT utilise un modèle mouvement de corrélation de la tumeur du poumon de prédire mouvement de la tumeur du poumon jusqu&#39;à 40 ms dans le futur. Position et la vitesse du corps infrarouge et respiratoires marqueurs sont inclus dans le modèle. Un taux de détection du marqueur de 70% en kV acquis rayons X est une condition nécessaire pour le suivi dynamique. Repères sont suivis en trois dimensions (à savoir, x, y, z). Les images produites par les unités kV x-ray sont automatiquement enregistrées et comparées en temps réel. Olatence bserved dans le suivi dynamique est dû aux limites de panoramique et d&#39;inclinaison du matériel de cardan, traitement logiciel, et la performance de contrôle de position des unités kV x-ray. les enquêteurs de la recherche sont engagés dans l&#39;amélioration du suivi de latence. Au cours de la prestation de rayonnement en utilisant le suivi dynamique sur la nouvelle plate-forme SBRT, il est essentiel de surveiller la dérive de marqueur de repère. Tendances de la dérive de marqueur de repère au-delà des tolérances prédéfinies 3 mm dans toute direction entraîne opérateur commencé un traitement pause ou en attente automatique du faisceau. Si une pause de traitement se produit, il est recommandé que les opérateurs permettent la reprise de calme mouvement de la respiration au cours des prochaines plusieurs respirations du patient, puis le traitement avant la reprise modèle de corrélation reconstruire. Si pauses sont infructueuses, le repositionnement du patient, la détection de mouvement de marqueur de la respiration infrarouge, détection de marqueur kV, la modélisation de corrélation rebuild sont fait pour reprendre le traitement. Dans notre expérience, les modèles de corrélation respiratoires sont correctes pour up à 7 min, souvent limitée par la tension ou la relaxation du patient tout en se reposant sur la table de traitement. Questions restent sans réponse. Quelles sont les conséquences de radiobiologie et le mode de la mort cellulaire dans les cellules normales et les cellules cancéreuses qui se produisent après la dose de rayonnement ablatif? Pourquoi est-il si difficile de fusionner haute précision rayonnement ablatif avec radiosensibilisant chimiothérapies? Alors qu&#39;il est essentiel d&#39;étudier d&#39;autres modalités de délivrer des rayonnements ablative dans la poitrine, il reste difficile de savoir si le rayonnement ablatif peut fournir l&#39;efficacité thérapeutique équivalente que la chirurgie thoracique. En effet, la chirurgie thoracique est la technique la plus couramment utilisé et validé pour assurer l&#39;éradication de la tumeur dans le poumon lorsque les thérapies conventionnelles ont déjà été appliquées. Ici, la nouvelle plate-forme SBRT fournit un moyen novateur non invasives de la thérapie pour les femmes et les hommes atteints de tumeurs pulmonaires montrant le mouvement.

Les cancers du poumon représentent le plus grand nombre de décès liés au cancer chez les femmes et les hommes dans le monde 2. Jusqu&#39;à 63% des cancers du poumon, persistants ou récurrents impliquer le tissu pulmonaire qui est déjà imposée par une chimiothérapie ou préalablement irradié. 3,4. En outre irradiation au niveau des sites de tumeurs pulmonaires persistants ou récurrents, peut conduire à une morbidité intolérable du poumon 5,6, en particulier lorsque la chirurgie conventionnelle, le traitement de chimiothérapie et le rayonnement déjà été essayé. Ainsi, les femmes et les hommes dans de telles circonstances cliniques ont besoin de nouvelles stratégies de traitement du cancer à des traitements similaires présentées avant dans ce journal 7. Radiothérapie stéréotaxique corps ablatif (SBRT) peut satisfaire ce besoin thérapeutique en stérilisant les tumeurs du poumon à travers précisément ciblée, à forte dose rayonnement 8,9. Il ya une plate-forme de roman SBRT capable de cette tâche thérapeutique 10-12. Il se sépare des autres plates-formes SBRT parintégrant ExacTrac kV unités x-ray double-diagnostic (capable de faisceau conique calculée de localisation cible de tomographie) et une unité de caméra infrarouge (capable de suivre des marqueurs de surface du corps comme un substitut pour le mouvement interne) qui permettent tous deux stéréoscopique rétroaction en boucle ouverte du cancer cibler mouvement intrafraction. Il dispose également d&#39;un ± 4 cm gimbaled accélérateur de rayonnement pan-tilt-et unique qui a son faisceau de rayonnement en forme de 60 feuilles de tungstène en alliage (0,25 cm de largeur physique, 11 cm de hauteur physique). Il utilise une pleine collimateur sur-centre-Voyage multi-feuilles pour un 15 x 15 taille maximale du champ cm. Il intègre un ± 60 ° pivotant O-anneau entraîné de robot et ± 185 ° portique de rotation permettant coplanaires et non coplanaires faisceau d&#39;accélérateur set-up angles et degrés de traitement unique de liberté. Enfin, il a une précision submillimétrique (0,4 mm à l&#39;isocentre) 13. En revanche, d&#39;autres plates-formes de radiothérapie SBRT monter un accélérateur de radiothérapie clinique soit à un bras robotique industrielle 14, ou à un portique 15 hélicoïdale tranche par tranche, ou dans une machine conventionnelle liée à intensité modulée radiothérapie guidée par l&#39;image ou logiciel de distribution de l&#39;arc dynamique 16. Chaque plate-forme engage une variété de composants de la machine pour suivre le mouvement résultant du mouvement de la respiration, le rythme cardiaque, ou la digestion. Lung radiochirurgie a eu un succès clinique 17,18, ce qui rend la modalité d&#39;un roman de l&#39;option de traitement en radio-oncologie 19,20. Ce how-to article fournit un nouveau protocole de radiothérapie qui décrit suivi dynamique de la tumeur du poumon à des fins thérapeutiques intention de traitement.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Vero SBRT Linac System 1.0</td>
			<td>Brainlab, Inc. (Munich, Germany)</td>
			<td>46300</td>
			<td>High accuracy first-of-its-kind gimbaled irradiation head with tilt function and gantry rotation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (Tokyo, Japan)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Visicoil fiducial marker</td>
			<td>IBA Dosimetry America (Bartlett, TN, USA)</td>
			<td>67245</td>
			<td>0.75 mm x 10 mm marker -or- 0.75 mm x 20 mm marker</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gold fiducial marker</td>
			<td>Civco Medical Solutions (Orange City, IA, USA)</td>
			<td>MTNW887860</td>
			<td>Sterile placement needle (14GA ETW x 20cm) with one 1.6mm &#215; 3mm marker</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

dynamic lung tumor tracking for stereotactic ablative body radiation therapy

Les médecins envisageant un traitement ablatif stéréotaxique de rayonnement du corps (SBRT) pour le traitement de cibles cancéreuses extracrâniens doivent être conscients des risques importants pour les blessures des tissus normaux et les dangers de miss tumeur physique. Un premier de son genre plateforme SBRT atteint de haute précision des traitements de radiothérapie ablative grâce à une combinaison de solutions d&#39;imagerie en temps réel polyvalents et sophistiqués capacités de suivi de la tumeur. Il utilise deux-diagnostic kV unités x-ray pour stéréoscopique rétroaction en boucle ouverte de mouvement de intrafraction cible de cancer survenant à la suite de mouvements respiratoires et du rythme cardiaque. Évaluations guidée par l&#39;image entraîne un accélérateur de rayonnement gimbaled (maximum de la taille du champ de 15 x 15 cm) capable d&#39;en temps réel de l&#39;action ± 4 cm de panoramique et d&#39;inclinaison. ± 60 ° pivots d&#39;une approche intégrée ± 185 ° portique de rotation entraîné Robot-permettre coplanaires et non coplanaires faisceau d&#39;accélérateur angles de mise en place, en fin de compte permettant degrés de traitement unique de liberté. State-of-the-alogiciel rt aide en temps réel le positionnement de six dimensions, assurant irradiation de cibles cancéreuses avec une précision sub-millimétrique (0,4 mm à l&#39;isocentre). L&#39;utilisation de ces caractéristiques permet d&#39;orienter les médecins traitants dose de rayonnement pour des cibles tumorales du cancer tout en réduisant la dose de rayonnement aux tissus normaux. En ajoutant la respiration corrélée tomodensitométrie (TDM) et 2- [18 F] fluoro-2-désoxy-ᴅ-glucose (18 F-FDG) la tomographie par émission de positons (PET) des images dans le système de planification pour une meilleure contours cible de la tumeur, la probabilité Miss tumorale physique devient nettement moins 1. Dans cet article, nous décrivons de nouveaux plans de rayonnement pour le traitement des tumeurs du poumon déplacer.

SBRT sur la nouvelle plate-forme implique actuellement de multiples faisceaux de rayonnement statique convergence sur les objectifs de rayonnement simples ou multiples étroitement associés cliniques, comme le montre par exemple la figure 1. Un bon résultat représentatif de la planification délivre un rayonnement ablatif avec une couverture de 95% du volume cible du cancer et la cible de cancer la dose la conformité. La figure 1 montre 5 coplanaires et 4 faisceaux non coplanaires (c.-à-anneau rotation + 20 ° pour les poutres 2, 4, 6 et 8) utilisé pour traiter un seul représentant PTV carcinome spinocellulaire dans le poumon droit. marges de faisceau pour le PTV étaient un millimètre. La dose de rayonnement prescrite à la ligne isodose 95%, a rendu la couverture de PTV 95% avec un indice de conformité de 1,48. La prescription était de 50 Gy en cinq jours tous les 10 autres fractions Gy. Les structures représentées ici comprennent le volume cible de planification (rouge), le volume cible interne (blanc), la moelle épinière (vert), et de l&#39;œsophage (bleu clair). Lignes isodoses sont comme indiqué. &lt;/ P&gt; <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/52875/52875fig1highres.jpg" width="700" /> Figure 1:. Suivi de la tumeur dynamique d&#39;une tumeur au poumon droit face la photo est un exemple de dose de rayonnement ablatif (50 Gy en cinq 10 Gy tous les autres Les fractions de jours) livrés à une tumeur du poumon du côté droit unique à l&#39;aide de neuf poutres statiques (bleu / vert, 34 ° d&#39;intervalle). Les fenêtres du logiciel 4 de planification représentent: (A) un faisceau et critique carte structure de collision, (B) beam&#39;s-eye-vue (ici, poutre 1), (C) en trois dimensions CT et le faisceau de reconstruction carte, et (D) axiale CT avec une distribution de dose. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> Structure </td><td> Métrique </td><td> Volume </td><td> Variation acceptable </td></tr><tr><td> PTV </td><td> V50Gy </td><td> ≥95% </td><td> ≥90% </td></tr><tr><td> Dose minimale </td><td> 0,03 cm 3 </td><td> ≥46 Gy (92%) </td><td> ≥45 Gy (90%) </td></tr><tr><td> La dose maximale </td><td> 0,03 cm 3 </td><td> ≤60 Gy (120%) </td><td> ≤62.5 Gy (125%) </td></tr><tr><td> Moelle épinière </td><td> 0,03 cm 3 </td><td> ≤15 Gy </td><td> ≤22 Gy </td></tr><tr><td> Lung (moins GTV) </td><td> V20Gy </td><td> ≤10% </td><td> ≤15% </td></tr><tr><td></td><td> Dose moyenne </td><td> ≤8 Gy </td><td> ≤10 Gy </td></tr><tr><td> Coeur / péricarde </td><td> 15 cm 3 </td><td> ≤32 Gy </td><td> ≤36 Gy </td></tr><tr><td> Œsophage </td><td> Dose moyenne </td><td> ≤18 Gy </td><td> ≤20 Gy </td></tr><tr><td></td><td> 0,03 cm 3 </td><td> ≤27 ​​Gy </td><td> ≤30 Gy </td></tr><tr><td> Brachialplexus </td><td> 0,03 cm 3 </td><td> ≤24 Gy </td><td> ≤30 Gy </td></tr></tbody></table> Tableau 1: contraintes de planification de traitement de structure.

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Dynamic Lung Tumor Tracking for Stereotactic Ablative Body Radiation Therapy

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.

Dynamique de suivi de la tumeur du poumon pour stéréotaxique ablatif radiothérapie du corps

Physicians considering stereotactic ablative body radiation therapy (SBRT) for the treatment of extracranial cancer targets must be aware of the sizeable ...

dynamic-lung-tumor-tracking-for-stereotactic-ablative-body-radiation

Research

JoVE Journal

Medicine

15.3K vues.  Summa Cancer Institute. 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.

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In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There is little knowledge about in situ, in vivo, tumor hypoxia during intracranial development of malignant brain tumors because of lack of efficient means to monitor it in these deep-seated orthotopic tumors. Bioluminescence imaging (BLI), based on the detection of light emitted by living cells expressing a luciferase gene, has been rapidly adopted for cancer research, in particular, to evaluate tumor growth or tumor size changes in response to treatment in preclinical animal studies. Moreover, by expressing a reporter gene under the control of a promoter sequence, the specific gene expression can be monitored non-invasively by BLI. Under hypoxic stress, signaling responses are mediated mainly via the hypoxia inducible factor-1&alpha; (HIF-1&alpha;) to drive transcription of various genes. Therefore, we have used a HIF-1&alpha; reporter construct, 5HRE-ODD-luc, stably transfected into human breast cancer MDA-MB231 cells (MDA-MB231/5HRE-ODD-luc). In vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay is performed by incubating the transfected cells in a hypoxic chamber (0.1% O2) for 24 hr before BLI, while the cells in normoxia (21% O2) serve as a control. Significantly higher photon flux observed for the cells under hypoxia suggests an increased HIF-1&alpha; binding to its promoter (HRE elements), as compared to those in normoxia. Cells are injected directly into the mouse brain to establish a breast cancer brain metastasis model. In vivo bioluminescence imaging of tumor hypoxia dynamics is initiated 2 wks after implantation and repeated once a week. BLI reveals increasing light signals from the brain as the tumor progresses, indicating increased intracranial tumor hypoxia. Histological and immunohistochemical studies are used to confirm the in vivo imaging results. Here, we will introduce approaches of in vitro HIF-1&alpha; bioluminescence assay, surgical establishment of a breast cancer brain metastasis in a nude mouse and application of in vivo bioluminescence imaging to monitor intracranial tumor hypoxia.

In vivo Bioluminescence Imaging of Tumor Hypoxia Dynamics of Breast Cancer Brain Metastasis in a Mouse Model

Bioluminescence imaging of hypoxia inducible factor-1&alpha; activity is applied to monitor intracranial tumor hypoxia development in a breast cancer brain metastasis mouse model.

Dans l&#39;imagerie de bioluminescence in vivo de la tumeur Dynamics hypoxie des métastases cérébrales du cancer du sein dans un modèle murin

It is well recognized that tumor hypoxia plays an important role in promoting malignant progression and affecting therapeutic response negatively. There ...

Recherche

Médecine

Combination Radiotherapy in an Orthotopic Mouse Brain Tumor Model

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the understanding of the mechanics of tumor invasion, and direct intracerebral inoculation of tumor provides the opportunity of observing the invasive process in a physiologically appropriate environment2. As far as human brain tumors are concerned, the orthotopic models currently available are established either by stereotaxic injection of cell suspensions or implantation of a solid piece of tumor through a complicated craniotomy procedure3. In our technique we harvest cells from tissue culture to create a cell suspension used to implant directly into the brain. The duration of the surgery is approximately 30 minutes, and as the mouse needs to be in a constant surgical plane, an injectable anesthetic is used. The mouse is placed in a stereotaxic jig made by Stoetling (figure 1). After the surgical area is cleaned and prepared, an incision is made; and the bregma is located to determine the location of the craniotomy. The location of the craniotomy is 2 mm to the right and 1 mm rostral to the bregma. The depth is 3 mm from the surface of the skull, and cells are injected at a rate of 2 &mu;l every 2 minutes. The skin is sutured with 5-0 PDS, and the mouse is allowed to wake up on a heating pad. From our experience, depending on the cell line, treatment can take place from 7-10 days after surgery. Drug delivery is dependent on the drug composition. For radiation treatment the mice are anesthetized, and put into a custom made jig. Lead covers the mouse's body and exposes only the brain of the mouse. The study of tumorigenesis and the evaluation of new therapies for GBM require accurate and reproducible brain tumor animal models. Thus we use this orthotopic brain model to study the interaction of the microenvironment of the brain and the tumor, to test the effectiveness of different therapeutic agents with and without radiation.

The purpose of this article is to describe the use of an orthotopic glioblastoma model for chemoradiation studies. This article will go though cell processing, implanting, and radiotherapy of the mouse using an intracranial model.

La radiothérapie combinée à un modèle de tumeur de cerveau de souris orthotopique

Glioblastoma multiforme (GBM) are the most common and aggressive adult primary brain tumors1. In recent years there has been substantial progress in the ...

Stereotactic Radiosurgery for Gynecologic Cancer

Stereotactic body radiotherapy (SBRT) distinguishes itself by necessitating more rigid patient immobilization, accounting for respiratory motion, intricate treatment planning, on-board imaging, and reduced number of ablative radiation doses to cancer targets usually refractory to chemotherapy and conventional radiation. Steep SBRT radiation dose drop-off permits narrow 'pencil beam' treatment fields to be used for ablative radiation treatment condensed into 1 to 3 treatments.
Treating physicians must appreciate that SBRT comes at a bigger danger of normal tissue injury and chance of geographic tumor miss. Both must be tackled by immobilization of cancer targets and by high-precision treatment delivery. Cancer target immobilization has been achieved through use of indexed customized Styrofoam casts, evacuated bean bags, or body-fix molds with patient-independent abdominal compression.1-3 Intrafraction motion of cancer targets due to breathing now can be reduced by patient-responsive breath hold techniques,4 patient mouthpiece active breathing coordination,5 respiration-correlated computed tomography,6 or image-guided tracking of fiducials implanted within and around a moving tumor.7-9 The Cyberknife system (Accuray [Sunnyvale, CA]) utilizes a radiation linear accelerator mounted on a industrial robotic arm that accurately follows patient respiratory motion by a camera-tracked set of light-emitting diodes (LED) impregnated on a vest fitted to a patient.10 Substantial reductions in radiation therapy margins can be achieved by motion tracking, ultimately rendering a smaller planning target volumes that are irradiated with submillimeter accuracy.11-13
Cancer targets treated by SBRT are irradiated by converging, tightly collimated beams. Resultant radiation dose to cancer target volume histograms have a more pronounced radiation "shoulder" indicating high percentage target coverage and a small high-dose radiation "tail." Thus, increased target conformality comes at the expense of decreased dose uniformity in the SBRT cancer target. This may have implications for both subsequent tumor control in the SBRT target and normal tissue tolerance of organs at-risk. Due to the sharp dose falloff in SBRT, the possibility of occult disease escaping ablative radiation dose occurs when cancer targets are not fully recognized and inadequate SBRT dose margins are applied. Clinical target volume (CTV) expansion by 0.5 cm, resulting in a larger planning target volume (PTV), is associated with increased target control without undue normal tissue injury.7,8 Further reduction in the probability of geographic miss may be achieved by incorporation of 2-[18F]fluoro-2-deoxy-D-glucose (18F-FDG) positron emission tomography (PET).8 Use of 18F-FDG PET/CT in SBRT treatment planning is only the beginning of attempts to discover new imaging target molecular signatures for gynecologic cancers.

Stereotactic body radiotherapy (SBRT) involves image-guided, ablative radiation delivered to cancer targets refractory to chemotherapy or to conventional radiation treatment. The robotic-armed Cyberknife SBRT system, using sophisticated target localization, delivers hypofractionated radiation doses capable of sterilizing cancer targets. This article will consider new therapeutic roles of SBRT for gynecological cancers.

Radiochirurgie stéréotaxique pour Gynecologic Cancer

Stereotactic body radiotherapy (SBRT) distinguishes itself by necessitating more rigid patient immobilization, accounting for respiratory motion, ...

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is a high-grade primary brain cancer with a median survival of only 14.6 months in humans despite standard tri-modality treatment consisting of surgical resection, post-operative radiation therapy and temozolomide chemotherapy 1. New therapeutic approaches are clearly needed to improve patient survival and quality of life. The development of more effective treatment strategies would be aided by animal models of GBM that recapitulate human disease yet allow serial imaging to monitor tumor growth and treatment response. In this paper, we describe our technique for the precise stereotactic implantation of bio-imageable GBM cancer cells into the brains of nude mice resulting in tumor xenografts that recapitulate key clinical features of GBM 2. This method yields tumors that are reproducible and are located in precise anatomic locations while allowing in vivo bioluminescent imaging to serially monitor intracranial xenograft growth and response to treatments 3-5. This method is also well-tolerated by the animals with low perioperative morbidity and mortality.

Stereotactic Intracranial Implantation and In vivo Bioluminescent Imaging of Tumor Xenografts in a Mouse Model System of Glioblastoma Multiforme

We describe an integrated method for the precise, stereotactic implantation of human glioblastoma multiforme cells into the brains of nude mice and subsequent serial in vivo imaging to monitor growth and response to treatment of the resultant xenografts.

Implantation stéréotaxique intracrânienne et<em&gt; In vivo</em&gt; Imagerie bioluminescente de xénogreffes tumorales dans un système de modèle de souris de glioblastome multiforme

Glioblastoma multiforme (GBM) is a high-grade primary brain cancer with a median survival of only 14.6 months in humans despite standard tri-modality ...

Human Neuroendocrine Tumor Cell Lines as a Three-Dimensional Model for the Study of Human Neuroendocrine Tumor Therapy

Neuroendocrine tumors (NETs) are rare tumors, with an incidence of two per 100,&#x200A;000 individuals per year, and they account for 0.5% of all human malignancies.1 Other than surgery for the minority of patients who present with localized disease, there is little or no survival benefit of systemic therapy. Therefore, there is a great need to better understand the biology of NETs, and in particular define new therapeutic targets for patients with nonresectable or metastatic neuroendocrine tumors. 3D cell culture is becoming a popular method for drug screening due to its relevance in modeling the in vivo tumor tissue organization and microenvironment.2,3 The 3D multicellular spheroids could provide valuable information in a more timely and less expensive manner than directly proceeding from 2D cell culture experiments to animal (murine) models.
To facilitate the discovery of new therapeutics for NET patients, we have developed an in vitro 3D multicellular spheroids model using the human NET cell lines. The NET cells are plated in a non-adhesive agarose-coated 24-well plate and incubated under physiological conditions (5% CO2, 37 &deg;C) with a very slow agitation for 16-24 hr after plating. The cells form multicellular spheroids starting on the 3rd or 4th day. The spheroids become more spherical by the 6th day, at which point the drug treatments are initiated. The efficacy of the drug treatments on the NET spheroids is monitored based on the morphology, shape and size of the spheroids with a phase-contrast light microscope. The size of the spheroids is estimated automatically using a custom-developed MATLAB program based on an active contour algorithm. Further, we demonstrate a simple method to process the HistoGel embedding on these 3D spheroids, allowing the use of standard histological and immunohistochemical techniques. 
This is the first report on generating 3D spheroids using NET cell lines to examine the effect of therapeutic drugs. We have also performed histology on these 3D spheroids, and displayed an example of a single drug's effect on growth and proliferation of the NET spheroids. Our results support that the NET spheroids are valuable for further studies of NET biology and drug development.

We present a simple agarose overlay platform to grow 3D multicellular spheroids using neuroendocrine cancer cell lines. This method provides a very convenient way to examine the effect of therapeutic drugs on the neuroendocrine tumor cells. It could also help us establish human neuroendocrine tumor spheroids for cancer therapy.

L&#39;homme neuroendocriniennes lignées cellulaires tumorales comme un modèle tridimensionnel pour l&#39;étude de la thérapie des tumeurs neuro-endocrines humaines

Neuroendocrine tumors (NETs) are rare tumors, with an incidence of two per 100,&#x200A;000 individuals per year, and they account for 0.5% of all human ...

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a novel platform that allows for direct long-term visualization of tissue structure changes intracranially. Imaging at a single cell resolution in a real-time fashion provides supplementary dynamic information beyond that provided by standard end-point histological analysis, which looks solely at 'snap-shot' cross sections of tissue.
Establishing this intravital imaging technique in fluorescent chimeric mice, we are able to image four fluorescent channels simultaneously. By incorporating fluorescently labeled cells, such as GFP+ bone marrow, it is possible to track the fate of these cells studying their long-term migration, integration and differentiation within tissue. Further integration of a secondary reporter cell, such as an mCherry glioma tumor line, allows for characterization of cell:cell interactions. Structural changes in the tissue microenvironment can be highlighted through the addition of intra-vital dyes and antibodies, for example CD31 tagged antibodies and Dextran molecules.
Moreover, we describe the combination of our ICW imaging model with a small animal micro-irradiator that provides stereotactic irradiation, creating a platform through which the dynamic tissue changes that occur following the administration of ionizing irradiation can be assessed.
Current limitations of our model include penetrance of the microscope, which is limited to a depth of up to 900 &mu;m from the sub cortical surface, limiting imaging to the dorsal axis of the brain. The presence of the skull bone makes the ICW a more challenging technical procedure, compared to the more established and utilized chamber models currently used to study mammary tissue and fat pads 5-7. In addition, the ICW provides many challenges when optimizing the imaging.

A Novel High-resolution In vivo Imaging Technique to Study the Dynamic Response of Intracranial Structures to Tumor Growth and Therapeutics

We describe a novel in vivo imaging technique that couples fluorescent chimeric mice with intracranial windows and high-resolution 2-photon microscopy. This imaging platform aids studies of dynamic changes in brain tissue and microvasculature, at a single-cell level, following pathological insults and is adaptable to assess intracranial drug delivery and distribution.

A Novel haute résolution<em&gt; In vivo</em&gt; Technique d&#39;imagerie pour étudier la réponse dynamique des structures intracrâniennes à la croissance tumorale et de thérapeutique

We have successfully integrated previously established Intracranial window (ICW) technology 1-4 with intravital 2-photon confocal microscopy to develop a ...

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. Here, we describe a general protocol for cell labeling, imaging, and image processing. The technique is applicable to various cell types and animal models, although here we focus on a typical mouse model for tracking murine immune cells. The most important issues for cell labeling are described, as these are relevant to all models. Similarly, key imaging parameters are listed, although the details will vary depending on the MRI system and the individual setup. Finally, we include an image processing protocol for quantification. Variations for this, and other parts of the protocol, are assessed in the Discussion section. Based on the detailed procedure described here, the user will need to adapt the protocol for each specific cell type, cell label, animal model, and imaging setup. Note that the protocol can also be adapted for human use, as long as clinical restrictions are met.

In vivo 19F MRI for Cell Tracking

We describe a general protocol for in vivo cell tracking using MRI in a mouse model with ex vivo labeled cells. A typical protocol for cell labeling, image acquisition processing and quantification is included.

In vivo 19 F IRM pour le suivi cellulaire

In vivo 19F MRI allows quantitative cell tracking without the use of ionizing radiation. It is a noninvasive technique that can be applied to humans. ...

Tumor Treating Field Therapy in Combination with Bevacizumab for the Treatment of Recurrent Glioblastoma

A novel device that employs TTF therapy has recently been developed and is currently in use for the treatment of recurrent glioblastoma (rGBM). It was FDA approved in April 2011 for the treatment of patients 22 years or older with rGBM. The device delivers alternating electric fields and is programmed to ensure maximal tumor cell kill1.
Glioblastoma is the most common type of glioma and has an estimated incidence of approximately 10,000 new cases per year in the United States alone2. This tumor is particularly resistant to treatment and is uniformly fatal especially in the recurrent setting3-5. Prior to the approval of the TTF System, the only FDA approved treatment for rGBM was bevacizumab6. Bevacizumab is a humanized monoclonal antibody targeted against the vascular endothelial growth factor (VEGF) protein that drives tumor angiogenesis7. By blocking the VEGF pathway, bevacizumab can result in a significant radiographic response (pseudoresponse), improve progression free survival and reduce corticosteroid requirements in rGBM patients8,9. Bevacizumab however failed to prolong overall survival in a recent phase III trial26. A pivotal phase III trial (EF-11) demonstrated comparable overall survival between physicians&#8217; choice chemotherapy and TTF Therapy but better quality of life were observed in the TTF arm10.
There is currently an unmet need to develop novel approaches designed to prolong overall survival and/or improve quality of life in this unfortunate patient population. One appealing approach would be to combine the two currently approved treatment modalities namely bevacizumab and TTF Therapy. These two treatments are currently approved as monotherapy11,12, but their combination has never been evaluated in a clinical trial. We have developed an approach for combining those two treatment modalities and treated 2 rGBM patients. Here we describe a detailed methodology outlining this novel treatment protocol and present representative data from one of the treated patients.

A novel methodology that is employed for the treatment of recurrent glioblastomas is described. This treatment approach employs the application of alternating electric tumor treating fields (TTFields), known as TTF Therapy in combination with bevacizumab, a targeted agent that is currently FDA approved as monotherapy.

Tumeur traitement Field Therapy en association avec le bevacizumab pour le traitement de glioblastome récurrent

A novel device that employs TTF therapy has recently been developed and is currently in use for the treatment of recurrent glioblastoma (rGBM). It was FDA ...

Primary Tumor and MEF Cell Isolation to Study Lung Metastasis

In breast tumorigenesis, the metastatic stage of the disease poses the greatest threat to the affected individual. Normal breast cells with altered genotypes now possess the ability to invade and survive in other tissues. In this protocol, mouse mammary tumors are removed and primary cells are prepared from tumors. The cells isolated from this procedure are then available for gene profiling experiments. For successful metastasis, these cells must be able to intravasate, survive in circulation, extravasate to distant organs, and survive in that new organ system. The lungs are the typical target of breast cancer metastasis. A set of genes have been discovered that mediates the selectivity of metastasis to the lung. Here we describe a method of studying lung metastasis from a genetically engineered mouse model.. Furthermore, another protocol for analyzing mouse embryonic fibroblasts (MEFs) from the mouse embryo is included. MEF cells from the same animal type provide a clue of non-cancer cell gene expression. Together, these techniques are useful in studying mouse mammary tumorigenesis, its associated signaling mechanisms and pathways of the abnormalities in embryos.

The goal of this protocol is to study breast tumorigenesis. With this technique, mouse mammary tumors are removed and primary cells are prepared from tumors. A lung extraction protocol is included for studying lung metastasis. Furthermore, another protocol for analyzing mouse embryonic fibroblasts from the mouse embryo is included.

Tumeur primaire et MEF cellule d&#39;isolement pour étudier métastases pulmonaires

In breast tumorigenesis, the metastatic stage of the disease poses the greatest threat to the affected individual. Normal breast cells with altered ...

Dynamic Contrast Enhanced Magnetic Resonance Imaging of an Orthotopic Pancreatic Cancer Mouse Model

Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) has been limitedly used for orthotopic pancreatic tumor xenografts due to severe respiratory motion artifact in the abdominal area. Orthotopic tumor models offer advantages over subcutaneous ones, because those can reflect the primary tumor microenvironment affecting blood supply, neovascularization, and tumor cell invasion. We have recently established a protocol of DCE-MRI of orthotopic pancreatic tumor xenografts in mouse models by securing tumors with an orthogonally bent plastic board to prevent motion transfer from the chest region during imaging. The pressure by this board was localized on the abdominal area, and has not resulted in respiratory difficulty of the animals. This article demonstrates the detailed procedure of orthotopic pancreatic tumor modeling using small animals and DCE-MRI of the tumor xenografts. Quantification method of pharmacokinetic parameters in DCE-MRI is also introduced. The procedure described in this article will assist investigators to apply DCE-MRI for orthotopic gastrointestinal cancer mouse models.

The goal of this protocol is to apply dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging (DCE-MRI) for orthotopic pancreatic tumor xenografts in mice. DCE-MRI is a non-invasive method to analyze microvasculature in a target tissue, and useful to assess vascular response in a tumor following a novel therapy.