The authors are grateful to Dr Liesbeth Boersma and colleagues at the Maastro Clinic for their advice on the voluntary breath-hold technique. The authors are also very grateful to the Pink Ribbon Foundation for funding the dissemination of the VBH technique. This article presents independent research funded by the National Institute for Health Research (NIHR) under its Research for Patient Benefit (RfPB) Programme (Grant Reference Number PB-PG-1010-23003). The views expressed are those of the author(s) and not necessarily those of the NHS, the NIHR or the Department of Health. The work was undertaken in The Royal Marsden NHS Foundation Trust which receives a proportion of its funding from the NHS Executive. We acknowledge NHS funding to the NIHR Biomedical Research Centre and the support of the NIHR, through the South London Cancer Research Network.

（ISRCTN 53485935） - このプロトコルを実装するために使用した研究は、臨床研究のための王立マーズデン会（サットン、英国）と研究倫理委員会（リバーサイド、英国ロンドン）によって承認された。 1。放射線治療クリニック<ol><li>左乳房または胸壁放射線療法（リンパ節照射なし）放射線腫瘍医が推奨する：診療所での自主的な息止め技術に対する患者適合性を評価。 </li><li>患者のパ​​フォーマンスステータスと併存疾患（特に肺関連）を確認します。 </li><li> 5秒間、最初は、横になって、20秒に5秒間隔で構築しながら、自宅で息を止めて練習するために患者に尋ねる。 </li></ol> 2。放射線治療計画-CTセッション<ol><li>標準的な治療位置におけるCTソファの上に患者の位置を決めます。 </li><li> FRで患者の正中線上に入れ墨や場所のCTマーカー（×印）の位置を定めるEE呼吸、おそらくフィールドの端に沿って約半分の方法。中線マーカーに沿って、自由に呼吸している患者の両側に横方向のマーカーを追加。 </li><li> 20秒に5秒間隔で構築する前に、最初に5秒間、深く息を取り、それを保持し実践するために患者に尋ねる。息と、最大20秒間息を止めるためにそれらを求める前に二度息を吐くように患者に指示します。これは、患者が緩和彼らは息止めの準備を支援し、息止めの一貫性を支援します。 </li><li>患者が快適に息を止めるできる最大継続時間を記録します。 </li><li>息止めを繰り返し、再現性の確立を支援するために息止めでのレーザに関連して、前の位置と横入れ墨をマーク。 CTスキャンを実行する前に、息止めの間、ソファの上上記の横の入れ墨の高さを記録します。 </li><li> S患者に標準的な息止めの指示を与え、一度スキ​​ャンを開始患者が息止めであるatisfied。 </li><li> CTスキャンが完了すると、一貫性の息止めが行われたことを確認するために、CTスキャン上に横入れ墨の高さをチェックし、記録する。横ソファの高さは、最初のソファの高さから3mmより大きいによって異なる場合は、前方および横方向の基準点を再測定する。 </li></ol> 3。放射線治療計画 NOTE：放射線治療計画プロセスは、標準的な乳癌患者の場合と同じである。 <ol><li>地元のプロトコルに従って、接線放射線治療のフィールドを適用します。 </li><li> ICRUの基準を満たす臨床放射線治療プランを作成。 </li><li> （ローカルプロトコルに従って）標準的な治療計画データ記録に加えて、前方ビーム源 - 皮膚間距離（SSD）を記録します。注：前部ビームのSSDは、治療室での前後の設定をチェックするために使用されている。 </li></ol> 4。Radiotherapy治療のセットアップ<ol><li>自由呼吸で入れ墨を合わせます。マークの左横のタトゥーと（計画-CTセッションで記録された情報からの）患者の皮膚上の前歯正中の刺青から後部と劣って測定。 </li><li>に深呼吸を取り、保持する前に二度に出入り息を服用するよう指導する。患者の皮膚上の基準マークは、レーザの高さまで上昇する必要があります。患者のセットアップを進める前に、再現性を確認するために、息止めの手順を数回繰り返す患者に尋ねる。 </li><li>息止めを行うと下/優れたアイソセンター位置に正中タトゥーを整列させ、正中線で焦点と面の距離（FSD）を設定するために患者に尋ねる。 </li><li>自由呼吸では、アイソセンターに横方向にベッドを移動します。 </li><li>自由呼吸内側と外側のフィールドの境界線を測定し、印を付けます。 </li><li>他のすべてのマシンのパラメータを設定します（ 例 。、フィールドの大きさとGa最初のビーム（斜位）のためntry、コリメータ、及びカウチ角度）。息止めを行い、​​内側縁は、ステップ4.5で行われたマークと位置合わせをチェックするために患者に尋ねる。 </li><li>すべての割合でのペンでマークフィールドエッジは、（光照射野で定義される）：これは、患者の息止めの可視化を支援します。 </li><li>繰り返します、後方斜めビームに対して4.6および4.7を段階的に説明し、最初にこのビームを用いて処理する。 </li><li>患者設定は（標準的な乳房の放射線治療患者のための地元の許容レベルに応じて）許容範囲外の場合、トラブルシューティングのアルゴリズム（ 図2）を参照してください。 </li><li>制御室からカウチにフィールドエッジならびにガントリの位置を監視するための十分なカメラが存在する場合、従来の衝突を回避するために治療室を出るまでガントリ回転を評価する。 </li></ol> 5。放射線治療照射<ol><li>制御室に一度、治療カンガルーを拡大Mカメラフィールドの境界線は、患者の皮膚上にマークされるように、コントロールルームのモニターで見ることができます。 </li><li>治療を開始する準備ができたら、インターホンシステムを経由して（4.2で詳述）息止めを行うために患者に尋ねる。光照射野がマークされたフィールドの境界線で満足に整列するのを確認後、処理（ 図3）を開始する。 </li><li>治療実施中の患者の息止めを監視します。息止め深さの変化があったという懸念がある場合、処理は中断されるべきである。 </li></ol> 6。放射線治療の検証<ol><li>イメージングおよび許容レベルの種類/周波数のローカルプロトコルに従って、（電子ポータル画像（EPI）またはコーンビームCTのように）患者の位置の画像の確認を行う。 </li><li>標準乳房放射線治療患者のためのローカルなプロトコルに従ってアイソセンタ動きと系統的な誤差を補正。患者＆＃上のマークの調整8217;の肌は必要ありません。 </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

プロトコルにおける重要なステップは次のとおりです。1）計画-CTと治療のセットアップでの息止めの整合性をチェックする。 2）CTで測定横のソファの高さをチェックすると、前のCT測定したものと一致している。 3）自由呼吸で入れ墨を揃えるが、息止めでFSDを設定する。 4）光照射野を確保することが治療前に開始するようにマークフィールドの境界に整列する。 治療送達中に所要保持する呼吸数は、患者から患者へ変化し、配信されたセグメントの数に主に依存する。治療送達中、適切な割り込みポイントは（呼吸停止を繰り返す前にリラックスするために、患者を可能にするために）配達の方法に応じて個別に決定されるべきである。私たちは強く、一貫したチームが使用していることをVBHの初期の実装のためにそれをお勧めします。これは、より迅速に有能になるためにそれらの関与を可能にし、治療の質を維持するのに役立つ。問題がどこにあるエン治療のセットアップ時に反論、患者が自分の息止め（必要に応じてより深くまたは浅く）を変更するために求められることがあります。これはセットアップを改善するために失敗した場合、患者は再設定する必要があります。ベクトルカウチ移動し、最後の手段として使用されるべきである。トラブルシューティングのアルゴリズムを図2に示す。 <img alt="図2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51578/51578fig2highres.jpg" width="500" /> 図2自発的な呼吸停止法の処理のセットアップのトラブルシューティングのアルゴリズム。このアルゴリズムは、患者が（ローカル許容レベルに応じて）許容範囲内に設定されていない治療のセットアップを支援するために使用されてもよい。例として、当センターは、5ミリメートルの許容レベルを使用しています。このアルゴリズムは、上から下に従うべきである。ほとんどの場合、セットアップは、より深く、または浅く（その息の深さを変更するために患者に尋ねることによって許容範囲内にもたらすことができる必須）。 人口体系的かつランダムな治療セットアップエラーは、自由呼吸、接線フィールド乳がん放射線治療24に見られるものよりも小さく、そして息止め技術25,26上の他の公開されたデータと一致している。 VBHは当センター（ 表1）での標準的なフリー·呼吸胸の放射線治療に比べて百分の25から58までで中央値は正常組織の線量を低減します。記録線量データの方法は、これらの研究の間で変動しますが、VBHと心臓用量は、息止め技術11,16,17,26,27上の他の公開作品に見られるものよりも低い。 冒頭で述べたように、すべての息止め技術が間およびintrafraction再現性を測定するためにサロゲートを使用しています。 VBH技術は、治療開始前と治療送達中の一貫性をチェックするためにマークされたフィールドの境界線と光照射野の位置合わせを使用しています。まだ正式に報告されていないが、我々はintrafracを発見した（複数intrafractionのEPIを用いて測定）のTiON再現性がほとんどない、もしあれば、intrafraction運動で、非常に良好であると。これは、以前に発表された研究26と一致している。 intrafraction一貫した再現性が観察さ所与、ライトフィールドは、治療送達中に残っていないで放射線治療システムは、VBHの実装に対する障壁である必要はない。室内でのレーザが息を治療送達中に維持されていることを確認するためのライトフィールドの代わりに使用することができる。また、息止め再現性を監視し、そこから基準点を適合させることができる;例えば、非対称電界技術を用いてセンターは、優れた接線フィールドの境界線を使用することができる。 VBHは、すでにに示唆されているそのうちのいくつかは他の心臓温存技術上の重要な利点を提供しています。 MLCを使用するときに、それが低用量iのを減少させ、標的とOARの妥協点との間のトレードオフがしばしば必要最小限に抑えること心のrradiationとはるかに少ないリソースを集中的にIMRTよりも、それはすべての乳房の大きさの女性が恩恵を受けながら、傾​​向が照射よりも再現性がある。全くの専門機器が必要とされないように実装するために、より安価でありながら、他の息止め技術に関しては、VBHは、同等の再現性と心の温存を提供します。技術の低コストは、他の医療システム、限られたリソースで、特に利益をもたらすためには非常に現実的な機会があることを意味します。 赤外線反射マーカー17および肺活量測定系14のシステムを用いて全乳房/胸壁照射に加えてリンパ節照射を送達することの実現可能性を実証既に発表された研究がある。当センターは、現在、乳癌患者のリンパ節照射にVBHを使用することの実現可能性を確認するために更なる作業を行っている。逆計画IMRTは、選択された患者に有益である可能性が高い場合は特にに配送同時統合されたブーストering、これらの患者にVBHを使用することの実現可能性を評価する必要がある。 28肺、肝臓29、および胃30癌を含む他の腫瘍を治療するときに最後に、息止めの技術が有益であり得る。さらなる作業は、乳房以外の部位を治療するためのVBH技術を使用しての適合性を評価するために必要とされる。

がんは2008年1 7.6万人が死亡を占め、全世界の主要な死亡原因である。すべての癌の、乳がんは、世界中1380万以上の発生率で、最も一般的であり、この発生率は1が増加している。しかしながら、乳癌の診断および治療 ​​の改善は、それらの乳癌の生存女性の数も増加していることを意味し、単独UK 2 2040 1.7万人に高音と推定される。乳房放射線療法は、乳癌再発のリスクを半分にし、3.8％3で乳癌死の危険性を低減する、多くの女性の乳癌治療の重要な部分を形成する。乳癌の生存の改善と、乳癌の処置に起因する長期の副作用はますます重要である。乳房の放射線治療中の無実の傍観者では特に、放射線場への近さの結果として、不必要な放射線にさらされている心、です左乳房照射中。これは、乳房の放射線治療4に関連する非乳癌による死亡が1％増加を占める心臓にこの不要な用量である。最近の証拠は、乳房の放射線治療の後期心臓への影響は、それが重要な腫瘍学のコミュニティは乳房組織のカバレッジを損なうことなく、心臓の用量を最小限に抑える技術を確立できるようにすること、5は発生しない下方まだ閾値用量が存在しないことを示唆している。乳房の放射線治療は、すべての放射線治療6の約30％を占めているので、どんな新しい技術が持続可能であると医療資源に容認できない負担を避けるために、簡単で安価である必要があります。 乳房放射線療法の間に心臓用量を減少させるために使用され得る多数の技術が存在する。マルチリーフコリメ（MLC）が広く英国[放射線科医のロイヤルカレッジ」（英国）監査2012]にしているが使用されている心臓組織を温存するのに有効で、同時に乳房組織を遮蔽する危険がある。逆に計画強度変調放射線治療（IMRT）は、標的組織フォーマリティ7を改善するだけでなく、心臓、肺および対側乳房7,8の低線量照射を増加させることができる。心臓の低線量照射の増加は、特にダービーら 5からのデータに照らして、望ましくない。また、逆に計画されたIMRTはより大きな物理学と品質保証（QA）の時間と専門知識を必要とし、より多くのリソースを大量に使用します。発生しやすい（フェイスダウン）で、女性の治療位置が大きくブレストの女性9における心の投与量を減らすことができるが、質問はこのテクニック10の位置再現性の上に残っている。患者が放射線治療送達の間息を止めるする息止め技術は、心臓につながる離れて放射線治療分野の押し下げとされていると、標的組織のカバレッジとオルガン·アット·リスク（の間の妥協の必要性を最小にすることができるOAR）（ 図1）11 を温存。 臨床使用の2つの主要な息止め技術が現在ありません。最初は、バルーンバルブに付着したデジタル肺活量計で構成されています。患者がマウスピースを介して呼吸し、クリップは、鼻呼吸を回避するために、彼らの鼻の上に配​​置されている。肺活量測定トレースは、モニター上で可視化し、インスピレーションを中断し、所定の肺容量に保持される。それはまた、内蔵の息止めの設定を有しているが、第二の方法は、主に、呼吸ゲーティング·システムとして使用するために設計された。このシステムは、患者の胸部上に配置された赤外線反射マーカの動きを記録するためにビデオカメラを使用する。マーカの垂直方向の移動は、モニタ上にリアルタイムで表示され、マーカーは、予め指定された閾値領域内に移動一旦治療送達が開始される。両方のシステムが著しく左胸放射線治療を受けている患者の心臓の投与量を減らすことができます。スパイロメトリーに基づく技術のsignificantlyは、心筋の量が12から14に照射軽減だけでなく、標準的な仰臥位のフリー呼吸乳がんの放射線治療15と比べて同等の内および間分再現性を実証している。同様に、赤外線反射マーカーを用いた治療は、標的組織被覆11を維持しながら、50％以上11,16,17によって心臓に平均用量を減少させる。このような線量節約は心臓死18での10倍削減に同一視すると予測されています。 しかし、これらのシステムの欠点は、、かつ広範な実装への障壁は、それらのコストである。両方のシステムがデバイス自体への投資を必要とするマウスピースは使い捨てであるように、しかし、肺活量測定システムの場合、継続的なコストは、計画-CTのためだけでなく、治療の各分画のための新しいマウスピースを必要もあります。英国の乳がん治療のわずか4％がBを使用して実行された理由をスタッフのトレーニングの欠如と相まってコストが、説明してい2012年にreath保持技術[放射線科医のロイヤルカレッジ」（英国）の監査]。息止め技術がセンターの20％が2010年19でこれらの技術を使用して、他のヨーロッパ諸国では、より広く使用されている。この1つの説明は、簡単な、安価で設備のない息止め技術の開発と実装である、自発的呼吸停止（VBH）。最近まで、ただし、データはVBH技法の再現性に欠けていた。王立マーズデン病院（サットン、英国）、英国HeartSpare研究で行わ無作為化試験では、VBHの技術でinterfraction再現性肺活量ベースのデバイスとのそれに匹敵することを実証した。また、VBH技術は計画-CTと治療のセットアップに時間の優位性を提供し、同様に、患者や放射線技師20に好まれている。 VBH技術は、現在の技術は、多施設、SEで実行可能であることを確認するために10英国の放射線治療センターに展開されてい準備とその心臓スペアリング（HeartSpare II）が維持される。これは、心臓温存乳房放射線療法の英国全体の取り込みのための道を開く、と英国の乳癌生存者の心臓病の大幅な削減につながる可能性が高いことが期待される。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="604">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:71px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Brilliance CT big bore oncology</td>
			<td style="width:71px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">MT350 breastboard</td>
			<td style="width:71px;">Med-Tec</td>
			<td style="width:119px;">MT-350-N</td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Dorado virtual simulation laser system</td>
			<td style="width:71px;">LAP Laser</td>
			<td style="width:119px;">Dorado CT-1-3-Wall</td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="45">
			<td height="45" style="height:45px;width:247px;">Pinnacle3radiation therapy planning system v9.2</td>
			<td style="width:71px;">Philips</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Synergy linear accelerator</td>
			<td style="width:71px;">Elekta</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Intuity XVI Release&#160;4.5.1&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Elekta</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Iview Electronic Portal Imaging Release 3.4&#160;</td>
			<td style="width:71px;">Elekta</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Apollo room lasers</td>
			<td style="width:71px;">LAP Laser</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Other makes/models compatible with VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:247px;">Active breathing coordinator (ABC)</td>
			<td style="width:71px;">Elekta</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:247px;">Real-time position management (RPM) system</td>
			<td style="width:71px;">Varian</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

voluntary breath-hold technique for reducing heart dose in left breast radiotherapy

息止め技術が接線フィールド左胸放射線治療中に心臓構造によって受けた放射線の量を減らす。放射線治療が配信されている間、これらの技術を用いて、患者がダウンして離れて放射線治療分野から心臓を押して、息を止める。明確な線量測定の利点にもかかわらず、これらの技術が普及していていない。この理由の一つは、商業的に利用可能なソリューションだけでなく、重要な設備投資を必要とする、専門家の機器を必要としますが、多くの場合、そのような日​​使い捨てマウスピースの必要性、継続的なコストをかけていることである。ここで説明する自主的な息止め技術は、追加の専門設備を必要としません。すべての息止め技術が息止めの一貫性を監視するためにサロゲートを必要とし、息止めが維持されているかどうか。自主的な息止めは徒歩息ホにおける治療室レーザーからの前方および横方向の基準マーク（タトゥー）の移動距離を使用していますCT-計画と治療のセットアップでの一貫性を監視するためのLD。ライトフィールドは、その後の前および放射線治療送達中息止めの一貫性をモニターするために使用される。

リアルタイムの電子ポータル画像（EPI）は、デジタルで23人の患者（172治療留分）のためにX線写真（のDRR）が再構築されたため、オンラインでマッチさせた。 EPIの変位を（u、v）の面（垂直これに頭尾軸とu方向にV字平行な方向）21、推定VBH技術のセットアップエラーの右前方と左後方傾斜ビームについて分析した。 （各ビームのため、それぞれの平面内）EPIベースの人口系統誤差範囲は1.5〜1.8ミリメートルとランダム誤差範囲1.7〜2.5ミリメートルだった。 表形式の線量体積ヒストグラム（DVH）データはNTDを導出するために使用された心のために、左前（標準的な線形二次モデル22、α/β= 3Gyを使用して2 Gyの画に正規化された組織に、総投与量の生物学的に加重平均） を意味冠動脈（LAD）、同側、全体の肺降順。また、LAD（LAD まで）で受信された最大投与量を推定した。 Normal組織線量を表1に示す。 計画-CTセッション、治療設定、治療送達および総治療セッションのための時間を記録し、 表2に示す。データは、計画-CTは、標準の30分のセッション内で完了することができることを実証している。処理時間は、すべての第3の画分について行ったCBCT画像化を含む。治療のセットアップと、総セッション時間は、それゆえ、CBCT画像は、標準的な治療の一部されていないセンター向けにここで報告さよりも短くなることが予想される。しかし、CBCT撮像して、治療は20分治療セッション内で完了することができる。 患者や放射線技師は、その治療中に2倍の計画-CT会で検証されたアンケート23を完成さだけでなく、するように求めていた。 65歳の患者アンケートや64放射線技師のアンケートを分析した。アンケートは、患者の快適さのように要約されたスコア（PCS）と放射線技師満足度（RSS）（9のうち、より高いスコア=より快適に/満足のいく）。中央値はPCSは8（四分位範囲8-9）であった中央値のRSS 7（四分位範囲6-8）であった。 <img alt="図1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51578/51578fig1highres.jpg" /> 図1。自由呼吸（AとC）の同じ胸壁レベルでの同一患者からVBH。軸方向および矢状CTスライスの中心節約効果とVBH技術（BとD）を使用。 （黄色で概説）は、心臓が停止して離れてVBH技術を用いた放射線治療分野からプッシュされていることに注意してください。 <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51578/51578fig1highres.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するには、こちらをクリックしてください。</a> <imgFO ALT =「図3」：コンテンツの幅= &quot;5インチ&quot; SRC = &quot;/ files/ftp_upload/51578/51578fig3highres.jpg&quot; /&gt; 図3。制御室から息止めの整合性をチェックする 。患者が息止めに入ったら（フリー呼吸、（A）の右前方斜めビームと光照射野の位置合わせとマークされたフィールドの境界線用にマークフィールドの境界線に光照射野の位置を示す制御室のCCTVの静止画B）。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" ><tbody><tr ><td ></td><td colspan="2" >中央値は投与量（線量） </td><td colspan="2" >最小用量（グレイ） </td><td colspan="2" >最大用量（グレイ） </td></tr><tr ><td ></td><td > VBH </td><td > FB </td><td > VBH </td><td > FB </td><td > VBH </td><td > FB </td></tr><tr ><td >ハートNTD 平均 </td><td > 0.6 </td><td > 0.8 </td><td > 0.4 </td><td > 0.4 </td><td> 0.9 </td><td> 2.1 </td></tr><tr > &lt;TD&gt; LAD NTD 平均 </td><td > 2.5 </td><td > 6.0 </td><td > 1.3 </td><td > 1.2 </td><td> 10.0 </td><td> 22.6 </td></tr><tr ><td > LAD マックス </td><td > 28.6 </td><td > 43.7 </td><td > 9.7 </td><td > 4.6 </td><td> 41.8 </td><td> 51.3 </td></tr><tr ><td >同側肺NTD 平均 </td><td > 4.1 </td><td > - </td><td > 2.8 </td><td > - </td><td> 5.6 </td><td > - </td></tr><tr ><td >全体肺NTD 平均 </td><td > 2.0 </td><td > - </td><td > 1.3 </td><td > - </td><td> 2.7 </td><td > - </td></tr></tbody></table>中央値、最小値、および最大LAD maxが （あるとして表1。心、LADのための自発的な呼吸停止（VBH）技術。中央値、最小値と最大NTD（ 平均線量） のための正常組織線量は 、同側全体肺が示されているGY）。また、中央値、最小値、および標準の最大の心臓用量当センターでは、自由呼吸（FB）左胸放射線治療は、比較のために示す。 <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" ><tbody><tr ><td ></td><td colspan="3" >時間（分） </td></tr><tr ><td >イベント</td><td >中央値</td><td >最小</td><td >最大</td></tr><tr ><td >計画-CTセッション</td><td > 22 </td><td > 14 </td><td> 44 </td></tr><tr ><td >治療のセットアップ</td><td > 9 </td><td > 6 </td><td> 15 </td></tr><tr ><td >治療送達</td><td > 7 </td><td > 5 </td><td> 12 </td></tr><tr ><td >総治療期間</td><td > 18 </td><td > 14 </td><td> 27 </td></tr></tbody></table> 表2。自主息止め技術の計画、CTと治療セッションがタイムアウトします。中央値、最小値、最大値、計画-CT、治療のセットアップ、治療の配信、および総治療セッション時間は（分）が示されている。

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Voluntary Breath-hold Technique for Reducing Heart Dose in Left Breast Radiotherapy

乳癌放射線治療の現在の優先順位は、標的組織のカバレッジを損なうことなく、心臓の用量を減少させることである。ここで説明する自主的な息止め技術は、この問題と特殊な装置を必要とせずに広く制定されることが可能に簡単で安価なソリューションです。

左胸放射線治療における心臓線量を削減するための自​​主的な息止め法

Breath-holding techniques reduce the amount of radiation received by cardiac structures during tangential-field left breast radiotherapy. With these ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

46.4K ビュー.  Royal Marsden NHS Foundation Trust. 乳癌放射線治療の現在の優先順位は、標的組織のカバレッジを損なうことなく、心臓の用量を減少させることである。ここで説明する自主的な息止め技術は、この問題と特殊な装置を必要とせずに広く制定されることが可能に簡単で安価なソリューションです。 

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Quantifying Cognitive Decrements Caused by Cranial Radiotherapy

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For many patients afflicted with CNS and non-CNS malignancies, radiotherapy and chemotherapy offer the best options for disease control. These treatments however come at a cost, and nearly all cancer survivors (~11 million in the US alone as of 2006) incur some risk for developing cognitive dysfunction, with the most severe cases found in patients subjected to cranial radiotherapy (~200,000/yr) for the control of primary and metastatic brain tumors1. Particularly problematic are pediatric cases, whose long-term survival plagued with marked cognitive decrements results in significant socioeconomic burdens2. To date, there are still no satisfactory solutions to this significant clinical problem.
We have addressed this serious health concern using transplanted stem cells to combat radiation-induced cognitive decline in athymic rats subjected to cranial irradiation3. Details of the stereotaxic irradiation and the in vitro culturing and transplantation of human neural stem cells (hNSCs) can be found in our companion paper (Acharya et al., JoVE reference). Following irradiation and transplantation surgery, rats are then assessed for changes in cognition, grafted cell survival and expression of differentiation-specific markers 1 and 4-months after irradiation. To critically evaluate the success or failure of any potential intervention designed to ameliorate radiation-induced cognitive sequelae, a rigorous series of quantitative cognitive tasks must be performed. To accomplish this, we subject our animals to a suite of cognitive testing paradigms including novel place recognition, water maze, elevated plus maze and fear conditioning, in order to quantify hippocampal and non-hippocampal learning and memory. We have demonstrated the utility of these tests for quantifying specific types of cognitive decrements in irradiated animals, and used them to show that animals engrafted with hNSCs exhibit significant improvements in cognitive function3.
The cognitive benefits derived from engrafted human stem cells suggest that similar strategies may one day provide much needed clinical recourse to cancer survivors suffering from impaired cognition. Accordingly, we have provided written and visual documentation of the critical steps used in our cognitive testing paradigms to facilitate the translation of our promising results into the clinic.

Cognitive impairment resulting from the radiotherapeutic management of brain tumors represents a clinically intractable condition that adversely impacts quality of life. The capability to critically evaluate potential interventions for ameliorating radiation-induced cognitive decrements ultimately depends on the capability to undertake rigorous quantitative assessments of cognition.

頭蓋放射線療法によって引き起こされた定量認知デクリメント

With the exception of survival, cognitive impairment stemming from the clinical management of cancer is a major factor dictating therapeutic outcome. For ...

医学

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.

同所性マウス脳腫瘍モデルのコンビネーション放射線治療

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

The WATCHMAN Left Atrial Appendage Closure Device for Atrial Fibrillation

Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia, affecting an estimated 6 million people in the United States 1. Since AF affects primarily elderly people, its prevalence increases parallel with age. As such, it is expected that 15.9 million Americans will be affected by the year 2050 2. Ischemic stroke occurs in 5% of non-anticoagulated AF patients each year. Current treatments for AF include rate control, rhythm control and prevention of stroke 3.
The American College of Cardiology, American Heart Association, and European Society of Cardiology currently recommended rate control as the first course of therapy for AF 3. Rate control is achieved by administration of pharmacological agents, such as &beta;-blockers, that lower the heart rate until it reaches a less symptomatic state 3. Rhythm control aims to return the heart to its normal sinus rhythm and is typically achieved through administration of antiarrhythmic drugs such as amiodarone, electrical cardioversion or ablation therapy. Rhythm control methods, however, have not been demonstrated to be superior to rate-control methods 4-6. In fact, certain antiarrhythmic drugs have been shown to be associated with higher hospitalization rates, serious adverse effects 3, or even increases in mortality in patients with structural heart defects 7. Thus, treatment with antiarrhythmics is more often used when rate-control drugs are ineffective or contraindicated. Rate-control and antiarrhythmic agents relieve the symptoms of AF, including palpitations, shortness of breath, and fatigue 8, but don't reliably prevent thromboembolic events 6.
Treatment with the anticoagulant drug warfarin significantly reduces the rate of stroke or embolism 9,10. However, because of problems associated with its use, fewer than 50% of patients are treated with it. The therapeutic dose is affected by drug, dietary, and metabolic interactions, and thus requires detailed monitoring. In addition, warfarin has the potential to cause severe, sometimes lethal, bleeding 2. As an alternative, aspirin is commonly prescribed. While aspirin is typically well tolerated, it is far less effective at preventing stroke 10. Other alternatives to warfarin, such as dabigatran 11 or rivaroxaban 12 demonstrate non-inferiority to warfarin with respect to thromboembolic events (in fact, dabigatran given as a high dose of 150 mg twice a day has shown superiority). While these drugs have the advantage of eliminating dietary concerns and eliminating the need for regular blood monitoring, major bleeding and associated complications, while somewhat less so than with warfarin, remain an issue 13-15.
Since 90% of AF-associated strokes result from emboli that arise from the left atrial appendage (LAA) 2, one alternative approach to warfarin therapy has been to exclude the LAA using an implanted device to trap blood clots before they exit. Here, we demonstrate a procedure for implanting the WATCHMAN Left Atrial Appendage Closure Device. A transseptal cannula is inserted through the femoral vein, and under fluoroscopic guidance, inter-atrial septum is crossed. Once access to the left atrium has been achieved, a guidewire is placed in the upper pulmonary vein and the WATCHMAN Access Sheath and dilator are advanced over the wire into the left atrium. The guidewire is removed, and the access sheath is carefully advanced into the distal portion of the LAA over a pigtail catheter. The WATCHMAN Delivery System is prepped, inserted into the access sheath, and slowly advanced. The WATCHMAN device is then deployed into the LAA. The device release criteria are confirmed via fluoroscopy and transesophageal echocardiography (TEE) and the device is released.

The accompanying video describes a procedure for percutaneous placement of the WATCHMAN Left Atrial Appendage (LAA) Device. The WATCHMAN is a nitinol device designed to be permanently implanted at, or slightly distal to, the opening of the left atrial appendage (LAA) to trap blood clots before they exit the LAA, preventing thromboembolic stroke.

警備員は、心房細動のために心耳の閉鎖デバイスの左

Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia, affecting an estimated 6 million people in the United States 1. Since AF affects primarily ...

Reduction in Left Ventricular Wall Stress and Improvement in Function in Failing Hearts using Algisyl-LVR

Injection of Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently used for the first time in patients who had symptomatic heart failure. In all patients, cardiac function of the left ventricle (LV) improved significantly, as manifested by consistent reduction of the LV volume and wall stress. Here we describe this novel treatment procedure and the methods used to quantify its effects on LV wall stress and function.
Algisyl-LVR is a biopolymer gel consisting of Na+-Alginate and Ca2+-Alginate. The treatment procedure was carried out by mixing these two components and then combining them into one syringe for intramyocardial injections. This mixture was injected at 10 to 19 locations mid-way between the base and apex of the LV free wall in patients.
Magnetic resonance imaging (MRI), together with mathematical modeling, was used to quantify the effects of this treatment in patients before treatment and at various time points during recovery. The epicardial and endocardial surfaces were first digitized from the MR images to reconstruct the LV geometry at end-systole and at end-diastole. Left ventricular cavity volumes were then measured from these reconstructed surfaces.
Mathematical models of the LV were created from these MRI-reconstructed surfaces to calculate regional myofiber stress. Each LV model was constructed so that 1) it deforms according to a previously validated stress-strain relationship of the myocardium, and 2) the predicted LV cavity volume from these models matches the corresponding MRI-measured volume at end-diastole and end-systole. Diastolic filling was simulated by loading the LV endocardial surface with a prescribed end-diastolic pressure. Systolic contraction was simulated by concurrently loading the endocardial surface with a prescribed end-systolic pressure and adding active contraction in the myofiber direction. Regional myofiber stress at end-diastole and end-systole was computed from the deformed LV based on the stress-strain relationship.

This article describes procedures for implanting a novel hydrogel in failing hearts and quantifying its effect on left ventricular wall stress and function. These procedures have been successfully applied in dogs and humans.

Algisyl-LVRを使っハーツ失敗関数内で左心室壁応力と改善の削減

Injection of  Algisyl-LVR, a treatment under clinical development, is intended to treat  patients with dilated cardiomyopathy. This treatment was recently ...

A Murine Model of Myocardial Ischemia-reperfusion Injury through Ligation of the Left Anterior Descending Artery

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms at work during MI and developing effective therapeutic approaches requires methodology to reproducibly simulate the clinical incidence and reflect the pathophysiological changes associated with MI. Here, we describe a surgical method to induce MI in mouse models that can be used for short-term ischemia-reperfusion (I/R) injury as well as permanent ligation. The major advantage of this method is to facilitate location of the left anterior descending artery (LAD) to allow for accurate ligation of this artery to induce ischemia in the left ventricle of the mouse heart. Accurate positioning of the ligature on the LAD increases reproducibility of infarct size and thus produces more reliable results. Greater precision in placement of the ligature will improve the standard surgical approaches to simulate MI in mice, thus reducing the number of experimental animals necessary for statistically relevant studies and improving our understanding of the mechanisms producing cardiac dysfunction following MI. This mouse model of MI is also useful for the preclinical testing of treatments targeting myocardial damage following MI.

We introduce a surgical method to induce experimental ischemia/reperfusion (I/R) injury to simulate myocardial infarction (MI) in mouse models that allows for more clarity in positioning of the ligation on the left anterior descending artery (LAD) to increase the reproducibility of MI experiments in mice.

左前下の動脈の結紮を通して心筋虚血再灌流傷害のマウスモデル

Acute or chronic myocardial infarction (MI) are cardiovascular events resulting in high morbidity and mortality. Establishing the pathological mechanisms ...

Murine Heterotopic Heart Transplant Technique

It is now over forty years since this technique was first reported by Corry, Wynn and Russell. Although it took some years for other labs to become proficient in and utilize this technique, it is now widely used by many laboratories around the world. A significant refinement to the original technique was developed and reported in 2001 by Niimi. Described here are the techniques that have evolved over more than a decade in the hands of three surgeons (Plenter, Grazia, Pietra) in our center. These techniques are now being passed on to a younger generation of surgeons and researchers.
Based largely on the Niimi experience, the procedures used have evolved in the fine details - details which we will endeavor to relate here in such a way that others may be able to use this very useful model. Like Niimi, we have found that a video aid to learning is a priceless resource for the beginner.

The manuscript describes the steps required to perform the heterotopic heart transplant in the mouse.

ネズミ異心臓移植技術

It is now over forty years since this technique was first reported by Corry, Wynn and Russell. Although it took some years for other labs to become ...

Permanent Ligation of the Left Anterior Descending Coronary Artery in Mice: A Model of Post-myocardial Infarction Remodelling and Heart Failure

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It is characterized by fluid retention, shortness of breath, and fatigue, in particular on exertion. Heart failure is a growing public health problem, the leading cause of hospitalization, and a major cause of mortality. Ischemic heart disease is the main cause of heart failure.
Ventricular remodelling refers to changes in structure, size, and shape of the left ventricle. This architectural remodelling of the left ventricle is induced by injury (e.g., myocardial infarction), by pressure overload (e.g., systemic arterial hypertension or aortic stenosis), or by volume overload. Since ventricular remodelling affects wall stress, it has a profound impact on cardiac function and on the development of heart failure. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is used to investigate ventricular remodelling and cardiac function post-myocardial infarction. This model is fundamentally different in terms of objectives and pathophysiological relevance compared to the model of transient ligation of the left anterior descending coronary artery. In this latter model of ischemia/reperfusion injury, the initial extent of the infarct may be modulated by factors that affect myocardial salvage following reperfusion. In contrast, the infarct area at 24 hr after permanent ligation of the left anterior descending coronary artery is fixed. Cardiac function in this model will be affected by 1) the process of infarct expansion, infarct healing, and scar formation; and 2) the concomitant development of left ventricular dilatation, cardiac hypertrophy, and ventricular remodelling.
Besides the model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery, the technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented in detail.

Heart failure is the leading cause of hospitalization and a major cause of mortality. A model of permanent ligation of the left anterior descending coronary artery in mice is applied to investigate ventricular remodelling and cardiac dysfunction post-myocardial infarction. The technique of invasive hemodynamic measurements in mice is presented.

マウスの左前下冠動脈の動脈の常設ライゲーション：心筋梗塞後のリモデリングおよび心不全のモデル

Heart failure is a syndrome in which the heart fails to pump blood at a rate commensurate with cellular oxygen requirements at rest or during stress. It ...

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

High-grade serous ovarian cancer (HGSC), the cause of widespread peritoneal metastases, continues to have an extremely poor prognosis; fewer than 30% of women are alive 5 years after diagnosis. The omentum is a preferred site of HGSC metastasis formation. Despite the clinical importance of this microenvironment, the contribution of omental adipose tissue to ovarian cancer progression remains understudied. Omental adipose is unusual in that it contains structures known as milky spots, which are comprised of B, T, and NK cells, macrophages, and progenitor cells surrounding dense nests of vasculature. Milky spots play a key role in the physiologic functions of the omentum, which are required for peritoneal homeostasis. We have shown that milky spots also promote ovarian cancer metastatic colonization of peritoneal adipose, a key step in the development of peritoneal metastases. Here we describe the approaches we developed to evaluate and quantify milky spots in peritoneal adipose and study their functional contribution to ovarian cancer cell metastatic colonization of omental tissues both in vivo and ex vivo. These approaches are generalizable to additional mouse models and cell lines, thus enabling the study of ovarian cancer metastasis formation from initial localization of cells to milky spot structures to the development of widespread peritoneal metastases.

In Vivo and Ex Vivo Approaches to Study Ovarian Cancer Metastatic Colonization of Milky Spot Structures in Peritoneal Adipose

We outline a protocol that implements both in vivo and ex vivo approaches to study ovarian cancer colonization of peritoneal adipose tissues, particularly the omentum. Furthermore, we present a protocol to quantitate and analyze immune cell-structures in the omentum known as milky spots, which promote metastases of peritoneal adipose.

生体内および生体外では腹膜脂肪にミルキースポット構造の卵巣がん転移性コロニー形成を研究するためのアプローチで

High-grade serous ovarian cancer (HGSC), the cause of widespread peritoneal metastases, continues to have an extremely poor prognosis; fewer than 30% of ...

Technique of Minimally Invasive Transverse Aortic Constriction in Mice for Induction of Left Ventricular Hypertrophy

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure overload-induced left ventricular hypertrophy (LVH) and its progression to heart failure. In the majority of the reported investigations, this procedure is performed with intubation and ventilation of the animal which renders it demanding and time-consuming and adds to the surgical burden to the animal. The aim of this protocol is to describe a simplified technique of minimally invasive TAC without intubation and ventilation of mice. Critical steps of the technique are emphasized in order to achieve low mortality and high efficiency in inducing LVH.
Male C57BL/6 mice (10-week-old, 25-30 g, n=60) were anesthetized with a single intraperitoneal injection of a mixture of ketamine and xylazine. In a spontaneously breathing animal following a 3-4 mm upper partial sternotomy, a segment of 6/0 silk suture threaded through the eye of a ligation aid was passed under the aortic arch and tied over a blunted 27-gauge needle. Sham-operated animals underwent the same surgical preparation but without aortic constriction. The efficacy of the procedure in inducing LVH is attested by a significant increase in the heart/body weight ratio. This ratio is obtained at days 3, 7, 14 and 28 after surgery (n = 6 - 10 in each group and each time point). Using our technique, LVH is observed in TAC compared to sham animals from day 7 through day 28. Operative and late (over 28 days) mortalities are both very low at 1.7%.
In conclusion, our cost-effective technique of minimally invasive TAC in mice carries very low operative and post-operative mortalities and is highly efficient in inducing LVH. It simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal. It can be easily performed by following the critical steps described in this protocol.

The aim of this protocol is to describe step-by-step the technique of minimally invasive transverse aortic constriction (TAC) in mice. By elimination of intubation and ventilation which are mandatory for the commonly used standard procedure, minimally invasive TAC simplifies the operative procedure and reduces the strain put on the animal.

左室肥大の誘導マウスにおける低侵襲の横大動脈狭窄のテクニック

Transverse aortic constriction (TAC) in mice is one of the most commonly used surgical techniques for experimental investigation of pressure ...

Laparoscopic Radical Left Pancreatectomy for Pancreatic Cancer: Surgical Strategy and Technique Video

Radical resection margins, resection of Gerota&#8217;s (perirenal) fascia, and adequate lymph node dissection are crucial for an adequate oncological resection of left-sided pancreatic cancer. Several surgical techniques have been described in recent years, but few were specifically designed for minimally invasive approaches. This study describes and demonstrates a standardized and reproducible technique for an adequate oncological resection of pancreatic cancer: laparoscopic radical left pancreatectomy (LRLP).
A 61-year-old woman presented with an incidental finding of a 3 cm mass in the left pancreas suspect for malignancy. Imaging did not reveal distant metastases, central vascular involvement, or morbid obesity, hence the patient was suitable for LRLP. This study describes the main steps of LRLP for pancreatic cancer. First, the lesser sac is opened by transecting the gastrocolic ligament. The splenic flexure of the colon is mobilized and the inferior border of the pancreas including Gerota&#39;s fascia is dissected down to the inferior border of the spleen. The pancreas is tunneled and hung, including Gerota&#8217;s fascia with a vessel loop. At the pancreatic neck, a tunnel is created between the pancreas and the portal vein, likewise a vessel loop is passed. The pancreas is then transected using the graded compression technique with an endostapler. Both the splenic vein and artery are transected before completing the resection. The entire specimen is extracted in a retrieval bag via a small Pfannenstiel incision.
Duration of the surgery was 210 min with 250 mL blood loss. Pathology revealed a R0-resection (&#62;1 mm) of a well-to-moderately differentiated adenocarcinoma originating from an intraductal papillary mucinous neoplasm. A total of 15 tumor-negative lymph nodes were resected. This is a detailed description of LRLP for left-sided pancreatic cancer as is currently being used within the international, multicenter randomized DIPLOMA (Distal Pancreatectomy Minimally Invasive or Open for PDAC) trial.

Oncologically safe left pancreatectomy requires radical resection (R0), Gerota&#8217;s (perirenal) fascia resection, and adequate lymph node dissection. This study describes the technical details of laparoscopic radical left pancreatectomy (LRLP), used in the first international multicenter randomized trial comparing minimally invasive with open left pancreatectomy for pancreatic cancer, the DIPLOMA trial.

膵臓癌のための腹腔鏡下左膵切れ切れ:手術戦略と技術ビデオ

Radical resection margins, resection of Gerota&#8217;s (perirenal) fascia, and adequate lymph node dissection are crucial for an adequate oncological ...

左胸放射線治療における心臓線量を削減するための自​​主的な息止め法

左胸放射線治療における心臓線量を削減するための自主的な息止め法