Name: dynamic lung tumor tracking for stereotactic ablative body radiation therapy
Uploaded: 2015-06-07T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 17 s
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이 연구는 SUMMA 암 연구소에 의해 지원되었다.

윤리 문 : SUMMA 건강 시스템 연구는 임상 시험 심사위원회의 승인이 연구 얻었다. 1. 치료 상담 <ol><li> 환자에게 새로운 폐 SBRT 치료에 대해 설명합니다. 주 : 비 표적 장기로 방사선 량을 줄이면서 새로운 SBRT 플랫폼 암 표적에 동일 평면 및 비 - 동일 평면 높은 방사선 도즈를 전달한다. </li><li> 치료의 위험을 토론한다. 참고 : SBRT 가능한 단기 피부 색소 침착이나 홍반, 피로, 드물게 기침, 메스꺼움, 식도염, 희귀 내장 장기 부상을 입을 수 있습니다. 폐렴, 또는 미열과 비 생산성 기침과 폐의 염증은 치료 후 세 달이 발생할 수 있습니다. 심장에 급성 또는 늦게 부상, 다른 근육, 말초 신경 또는 척수, 뼈는 드물다. 방사선 - 유도 암에 대해 아주 작은 위험이있다. </li></ol> 2. 기준 마커 배치 <ol><li> PErform 경피적 CT 유도 또는 단일 금 코팅 된 마커의 기관지 배치는​​ 종양 대상으로 센터의 질량을 삽입. <ol><li> 환자의 가슴 7의 3-5 mm 두께의 연속 축 단층 촬영을 수행하기 위해 방사선을 요청합니다. </li><li> 횡단 포 폐 조직 (피 수포 및 균열)을 최소화하는 안전한 바늘 방식 결정 (7). </li><li> 마취 피하 지방 (예를 들면, 1 % 리도카인)를 주입한다. </li><li> 하나의 짧은 (0.75 × 10 ㎜) 또는 하나의 긴 (0.75 × 20 ㎜) 마커 (10)을 배치 (17) 또는 (18) G 동축 바늘을 소개합니다. </li></ol></li><li> 기관지 매핑 (21)의 가슴의 단층 영상을 획득 호흡기 내과를 요청하여 전자기 탐색 기관지 내시경 유도 기준 마커 배치를 수행합니다. <ol><li> 의심되는 기관지 세그먼트 지경 웨지. </li><li> 표적 병변에 지경 센서 프로브를 조종. </li><li> 기준 마크를 배포기관지 바늘에 의해 어. 참고 : 폐에서 기준점이없는 방사선 수술에 대한 기술은 임상과 활발한 연구 22, 23의 대상으로 간주됩니다. </li></ol></li><li> 다른 순서로 적어도 세 짧은 (1.6 × 3 ㎜) 금 코팅 마커는 대상의 주위에 6cm &#39;상자&#39;내에 위치한다. 하나 이상의 기준 마커가 배치되어있는 경우, 마커 사이에 2cm의 물리적 분리하는 것이 좋습니다. </li></ol> 3. 치료 계획 <ol><li> 4~7일 기준 마커 배치 후 (단계 3.2 및 3.3에서 설명) CT 유도 시뮬레이션을 수행합니다. </li><li> 치료 기계 평면 탁상에 누워서 머리 - 먼저 거짓말을 환자에게 문의하십시오. <ol><li> 팔뚝과 손목 홀더 또는 진공 가방 이모빌라이저가 지원하는, 그들의 머리 위에 환자의 팔을 놓습니다. 흉부와 복부가 고정되지 않습니다 있는지 확인하십시오. </li><li> 선택적으로, 인덱싱이 핀 지역화 무릎 스폰지를 사용합니다. </li><li> 장소현지화의 가슴에 최소 4 적외선 추적 몸 마커. 일관된 수직 호흡 운동 보여주는 적외선 추적 호흡 마커 지나치게 바디 영역 (3 mm 이상 피크 - 투 - 피크 운동 권장). </li></ol></li><li> 비 대조 연속 나선형 축 CT 스캔 (1mm 슬라이스 두께, 전압 120 KVP, 350 MA가) 실시. 참고 : 치료 의사는 4D CT를 명령 할 수있다 흉부 검사 (12) 또는 자유 호흡, 최종 영감, 최종 만료 숨을 보류 이미지를 포함하는 3D CT의 흉부 검사 (24)를 설정합니다. </li><li> 폐 종양 운동의 강화 캡처 (18) F-FDG PET / CT 검사를 얻습니다. <ol><li> 연속 나선형 CT 검사에 대 한 머리 - 제 1 주사 위치에 거짓말을 환자에게 문의 (예를 들어, 전압 120 KVP, 450 MAS) 조용한 호흡시 상단 허벅지에 orbitomeatal 줄에서. </li><li> 같은 SC에서 평균 18 F-FDG 11 mCi의 정맥 투여 후 18 F-FDG PET 획득조용한 호흡시 상단 허벅지에 orbitomeatal 라인에서 위치를 anning. 이러한 기술이 사용되면, F-18 FDG PET / CT 스캔은 자동 윤곽 40 % SUVmax를 임계치로 설정 소프트웨어이며, 한 바와 같이 다음에, CT 시뮬레이션 이미지가 등록 된 CO. </li></ol></li><li> 4D CT 데이터 세트에 손을 그리기에 의해 기본 폐 총 대상 볼륨 또는 볼륨 (GTVp), 바람직하게는 내쉬고 단계 컨투어입니다. 5mm 이익률 GTVp을 확장하는 계획 종양 볼륨 (PTV)을 작성합니다. 방사선 량 계획은 동적 추적을위한 최종 만료 위상 스캔에서 발생합니다. 주 : 대안으로서 및 3D CT 데이터 세트를 사용할 때, 자유 호흡 CT 시뮬레이션 스캔 기준 스캔이다. 이 기술을 사용, 치료 방사선 종양학 자유 호흡 (GTVfb), 영감 (GTVi) 및 만기 (GTVe) CT 시뮬레이션 검사에 GTV 윤곽. 18 F-FDG PET 영상에 역치 40 % 최대 표준 섭취 값 윤곽이 (가) 작성 <suP&gt; (18) F-FDG PET의 임상 대상 볼륨 (CTVpet) 1. 복합 ITV는 GTVfb, GTVi, GTVe 및 CTVpet 볼륨의 추가 금액을 나타냅니다. 복합 ITV의 5mm 마진 확대는 PTV를 만듭니다. 여기, 방사선 량 계획은 동적 추적을위한 자유 호흡 검사에서 발생합니다. </li><li> 4D CT 데이터 세트, 바람직하게는 날숨 상에 그리기 손으로 윤곽 주변 정상 조직 구조. 이는 정상적인 폐, 심장 플러스 심낭, 식도, 간, 양측 신장, 상완 신경총, 및 척수를 포함 할 수있다. 기관지, 오른쪽 mainstem 기관지, 및 좌측 mainstem 기관지의 윤곽은 발생 3mm 확장 및 늦은 독성기도 섬유화를 방지하는 높은 우선 순위 계획 제한으로서 사용될 수있다. </li><li> 계획 소프트웨어의 동적 추적 버튼을 클릭합니다. 이 작업은 새로운 SBRT 플랫폼되는 짐 팬 및 틸트 추적을 결합한다. </li><li> PTV에 방사선 도즈를 처​​방. 세 가지 방사선 몬테 카를로 투여 처방 중 하나를 고려S : 3 × 17 Gy를 매일 = 51 Gy의 주변 폐 병변; 4 × 12 Gy를 = 48 Gy를 중심 폐 병변 및 주변 흉벽 병변에 대한; 또는 매일 5 × 10 Gy를 = 50 Gy를. PTV 볼륨 제약 (즉, 95 %의 범위) 또는 장기에 위험 제약이 충족되지 않은 경우에 드물게, 7.5 Gy의 X 8 = 60 Gy의의 처방이 사용될 수있다. </li></ol> 4. 치료 납품 및 워크 플로우 <ol><li> 부정사 - 머리 - 첫 번째 정렬 후 조용한 호흡 상관 관계 모델을 구축 할 수 있습니다. <ol><li> CT 시뮬레이션에서 확인 된 같은 표시 위치에 몸에 4 (또는 최대 6) 적외선 몸 마커를 놓습니다. </li><li> 치료 콘솔에서 적외선 카메라에 의해 스크린 신체 마커 및 환자의 위치 정렬 정확도를 확인한다. 참고 : 바디 마커 위치는 불규칙한 운동 빔에 체크, 이러한 기침 역할을한다. </li><li> 내부 P 이식 용 마커를 검출하는 처리 콘솔에서 교차 평면 이중 진단 kV의 엑스레이 또는 콘 빔 CT 영상을 취득ositional 정확성. </li><li> 준 새로운 SBRT 플랫폼 워크 플로우에 연결된 컴퓨터 소프트웨어 및 내부 이식 마커 운동 (호흡에 대한 대리 등) 상관 관계 몸 마커의 움직임. 참고 : 다른 현지화 방법은 전방 및 측면 문신 CT 시뮬레이션 레이저 삼각 마크와 여섯 함침 적외선 몸 마커와 표준화 된 기준 배열 (스타)의 용도에 따라 환자의 수직 정렬을 포함한다. </li></ol></li><li> 폐 종양 움직임의 상관 관계 모델을 생성합니다. <ol><li> 새로운 SBRT 플랫폼 흐름에 연결된 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 종양의 움직임을 추적하기 위해 가속기 짐벌 팬 및 틸트 경로를 파생. </li><li> 시각 방사선 전달에 앞서 폐 종양 모션 상관 모델을 평가한다. </li></ol></li><li> 방사선 배달시 기준 마커 드리프트에 대한 관찰한다. </li><li> 때문에 갠트리 회전, O 링 피벗 및 짐벌 팬 및 틸트 동작에 기계 환자 충돌 평가배달을 계획하기 전에이야. 주 : 방사선 직원이 단계를 수행합니다. 치료는 수동으로 시각적으로 방사선 배달 직원에 의해 확인 5-9 정적 동일 평면과 noncoplanar 치료 빔을 수반 할 수있다. 치료는 매 7 분 정도 수행 폐 종양 움직임의 상관 관계 모델 검증과, 15 ~ 30 분을 지속 할 수 있습니다. </li></ol>

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유망 초기 정위 방사선 수술의 임상 경험은 폐암 (25), (26)의 치료를위한 절제 방사선의 임상 시험 조사를 주도했다. 경험 27,28 폐에 전이되는 종양은 다양한 종류의 절제에 대해 방사선을 사용하는 연구자를 이끌었다. 새로운 SBRT 플랫폼은 이동 종양의 치료에 특히 적응 방사선 전달 시스템을 소개한다. 새로운 SBRT 플랫폼 피봇 O 링 갠트리 내에 장착 선형 가속기에 의해 발생되어 보이지 않는 X 선 치료를 제공한다. 짐벌기구 타임 동적 종양 움직임 추적을 제공하는 선형 가속기의 이동 및 경사 이동을 가능하게한다. 이중 교차 평면 kV의 엑스레이는 6 자유도 환자의 위치를​​ 확인하기 전 및 처리 중에 획득된다. 동시에 최소화하면서 자유 동일 평면 및 비 - 동일 평면 고유 도의 암 표적에 높은 방사선 도즈의 전달을 향상중요한 내장 기관에 방사선 량. 이 치료는 정상 세포 저하 방사선 관련 독성에 치명적인 손상없이 암 세포의 목표를 살균 것으로 예상된다. 새로운 SBRT 플랫폼의 미래 연구는 대상 제어 및 부작용의 삭감에 어떤 이득을 문서화합니다. 새로운 SBRT 플랫폼 쇼와 초기 경험 10을 약속드립니다. 종양이 탐험을 계속 폐의 동적 추적의 뉘앙스; 그러나 일부 일반화 명백하다. 모션 미만 칠mm을 보여주는 폐 종양은 가장 복합 ITV 플러스 5mm 확장 방법에 의해 처리 될 수있다. 7mm 이상 수직 번역, 치료에 최선을 다 할 수있다 GTVp 플러스 5mm 확장을 사용하여 동적 추적 방식을 보여주는 폐 종양. 이러한 제한을 정의하는 추가의 연구가 필요하다. 또한, 3D CT 영상 데이터 세트에 중첩 18 F-FDG PET 영상은 일반적으로 복합 ITV의 볼륨을 증가시킨다. 이 방법은 볼륨 EXPAN 가정시온 인해 18 F-FDG 신호 도말 검사, PET 스캐너의 3-5 분의 빈 시간 동안 발생. 40 % 18 F-FDG 임상 타겟 볼륨이 연구되었다하고 프로그램 (1)의 하나에 사용 된 임계 된. 여부를 18 F-FDG PET 영상의 특징을 더 많은 연구가 충분히 종양 이력이 필요 복제합니다. 마지막으로, 하나의 폐에서 최대 3 병변 한번에 처리를 위해 고려 될 수있다. 그렇지 않으면, 순차적 접근이 이루어집니다. 새로운 SBRT 플랫폼의 동적 추적은 미래에 40 밀리 초까지 폐 종양의 움직임을 예측하는 폐 종양 움직임의 상관 관계 모델을 사용합니다. 위치 및 적외선 몸과 호흡 마커의 속도는 모델에 포함되어 있습니다. 취득한 kV의 엑스레이의 70 %의 마커 검출 속도는 동적 추적을위한 필수이다. 기준점은 세 가지 차원 (즉, X, Y, Z)에서 추적됩니다. kV의 X 선 장치에 의해 생성 된 이미지는 자동으로 등록하고 실시간으로 비교된다. O동적으로 추적 bserved 지연 팬 및 틸트 짐벌 하드웨어, 소프트웨어 처리 및 kV의 X 선 장치의 위치 제어 성능의 한계에 기인한다. 연구 조사관이 추적 대기 시간을 향상에 종사하고 있습니다. 새로운 SBRT 플랫폼에서 동적 추적을 사용하여 방사선 배달 동안, 기준 마커 드리프트를 감시하는 것이 중요합니다. 운영자 치료 일시 정지 또는 자동 빔 보류에 어떤 방향 결과에 미리 정의 된 3mm 허용 오차 이상으로 기준 마커 드리프트 동향. 치료 일시 정지가 발생하면, 그것은 운영자가 다시 이전의 상관 관계 모델에 조용한 향후 몇 환자의 호흡을 통해 호흡 운동 후 치료 재개의 재개를 허용하는 것이 좋습니다. 일시 정지에 실패, 환자 재배치, 적외선 호흡 마커 모션 감지, kV의 마커 검출, 경우 상관 관계 모델링은 치료를 다시 시작하기 위해 수행되는 재 구축. 우리의 경험에 의하면, 호흡 상관 관계 모델은 U에 대한 정확치료 탁상에 휴식하는 동안 7 분에 P는 종종 환자 긴장 또는 이완에 의해 제한. 대답없는 질문은 남아있다. 절제 방사선 량 이후에 발생하는 정상 세포와 암세포의 radiobiological 결과 및 세포 죽음의 모드는 무엇입니까? 왜 화학 요법을 방사선 치료 증감과 고정밀 절제 방사선을 병합 너무 어려웠다? 이 가슴에 절제 방사선을 전달하는 다른 양상을 조사하는 것이 필수적이지만, 그것은 절제 방사선 흉부 수술과 같은 동등한 치료 효과를 제공 할 수 있는지 여부에 관해서는 확실하지 않다. 실제로, 종래의 흉부 수술 요법이 이미 적용되면 폐 종양 근절을 달성하기 위해 일반적으로 사용되는 기술 및 검증이다. 여기에, 새로운 SBRT 플랫폼은 여성과 폐 종양이 움직임을 보여주는 남성 치료의 혁신적인 비 침습적 방법을 제공합니다.

폐암은 여성과 남성이 전 세계적으로 암 관련 사망의 가장 많은 수를 차지하고있다. 지속성 또는 재발 성 폐암의 63 %까지 이미 화학 요법에 의해 과세 또는 이전에 조사 된 폐 조직을 포함한다. 3,4. 지속성 또는 재발 성 폐 종양의 사이트에서 추가 조사는 기존의 수술, 화학 요법, 방사선 치료가 이미 시도되고 특히, 참을 폐암 사망률 5,6 발생할 수 있습니다. 따라서, 이러한 임상 상황에서 여성과 남성이 저널 7에서 이전에 발표 치료와 유사한 새로운 암 치료 전략이 필요했다. 정위 절제 몸 방사선 치료 (SBRT)은 정확하게 대상, 고용량의 방사선 8,9를 통해 폐 종양을 살균하여 치료 욕구를 충족 할 수 있습니다. 이 치료 작업 10-12 가능한 신규 SBRT 플랫폼이있다. 그것은에 의해 다른 SBRT 플랫폼에서 자신을 분리모두가 암의 입체 개방 루프 피드백을 허용하는지 듀얼 진단 Exactrac kV의 X 선 장치 및 (내부 움직임에 대한 대리로 신체 표면 마커 추적 할 수있는) 적외선 카메라 유닛 (콘 빔 컴퓨터 단층 촬영 대상 현지화 할 수있는)을 통합 intrafraction 모션 타겟팅. 또한 텅스텐 합금 60 잎 (0.25 cm 물리적 폭 11cm 물리적 높이)에 의해 형상의 방사선 빔을 갖는 고유 ± 4cm 짐벌 팬 및 틸트 방사선 가속기를 갖는다. 그것은 최대 15 X 15cm 필드 크기에 전체에 걸쳐 센터 - 여행 다중 잎 콜리메이터를 사용합니다. 이것은 로봇 구동 ± 60 ° 회동 O 링을 포함 공면 비 동일 평면 빔 가속기 설정 각도 및 자유 독특한 처리도 허용 185 ° 회전 갠트리 ±. 마지막으로,이 서브 밀리미터 정확도 (등각에서 0.4 ㎜) (13)이있다. 반면에, 다른 SBRT 방사선 치료 플랫폼 중 하나 산업 로봇 팔 (1)에 임상 방사선 가속기를 탑재4 또는 헬리컬 각 슬라이스 갠트리 (15), 또는 영상 유도 강도 변조 방사선 요법 또는 동적 아크 배신 소프트웨어 (16)에 연결된 통상적 인 컴퓨터 내. 각 플랫폼은 호흡 운동, 심장 박동, 소화 또는 인한 움직임을 추적하기 위해 시스템 구성 요소의 다양한 결합한다. 폐 방사선 수술은 양상 방사선 종양학 (19, 20)에 새로운 치료 옵션을 렌더링, 임상 성공 17, 18 있었다. 이 방법에 대한 기사는 치료를 의도 동적 폐 종양 추적을 설명 하나의 새로운 방사선 치료 프로토콜을 제공합니다.

<table><tbody><tr><td>Vero SBRT Linac System 1.0</td><td>Brainlab, Inc. (Munich, Germany)&lt;br /&gt;Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (Tokyo, Japan)</td><td>46300</td><td>High accuracy first-of-its-kind gimbaled irradiation head with tilt function and gantry rotation</td></tr><tr><td>Visicoil fiducial marker</td><td>IBA Dosimetry America (Bartlett, TN, USA)</td><td>67245</td><td>0.75 x 10 mm marker or 0.75 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 (14 G ETW x 20 cm) with one 1.6 x 3 mm marker</td></tr></tbody></table>

dynamic lung tumor tracking for stereotactic ablative body radiation therapy

두개 외 암 표적 치료를위한 정위 절제 몸 방사선 치료 (SBRT)를 고려하는 의사는 정상 조직 손상에 대한 상당한 위험과 물리적 종양 미스의 위험을 알고 있어야합니다. 최초로 종류 SBRT 플랫폼 다목적 실시간 이미징 솔루션 정교한 종양 추적 기능의 조합을 통해 고정밀 절제, 방사선 치료를 달성한다. 그것은 호흡 운동 및 하트 비트의 결과로 발생하는 암 대상 intrafraction 운동의 입체 개방 루프 피드백을위한 듀얼 진단 kV의 X 선 장치를 사용합니다. 영상 유도 피드백 실시간 ± 4cm의 팬 및 틸트 동작 가능한 방사되는 짐 촉진제 (최대 15 X 15cm 필드 사이즈)를 구동한다. 로봇 중심의 185 ° 회전 갠트리 ± 통합 60 ° 피봇 ± 궁극적으로 자유의 독특한 치료도 허용, 동일 평면 및 비 동일 평면 가속기 빔 설정 각도 허용합니다. 국가의RT 소프트웨어 서브 밀리미터의 정확도 (등각 0.4 mm)와 암의 조사 대상을 보장 실시간 여섯 차원 측위를 돕는다. 이러한 기능을 사용하면 동시에 정상 조직에 방사선 량을 감소시키면서 암 종양 표적에 방사선 도즈를 조정하는 의사를 처리 가능하게한다. 호흡 상관 컴퓨터 단층 촬영 (CT) 및 2- [18 F] 강화 된 종양 표적 컨투어링 대한 계획 시스템에 플루오로 -2- 데 옥시 ᴅ 글루코스 (18 F-FDG) 양전자 방출 단층 촬영 (PET) 영상, 우도를 첨가하여 실제 종양 미스의 1 실질적으로 덜된다. 이 글에서, 우리는 폐 종양을 이동의 치료를위한 새로운 방사선 계획을 설명합니다.

새로운 플랫폼에 SBRT는 현재 그림 1에서 예를 들어 도시 된 바와 같이, 하나 또는 여러 개의 밀접하게 관련 임상 방사선 목표에 수렴 여러 정적 방사선 빔을 포함한다. 대표적인 좋은 계획의 결과가 암 대상 볼륨과 암 목표의 95 % 범위로 절제 방사선을 제공합니다 . 적합성 선량 1은 5 공면 4 비 동일 평면 빔도 (즉, 링 회전 + 20 빔 2, 4, 6 °, 8)이 오른쪽 폐 편평 세포 암종을 나타내는 단일 PTV을 치료하는데 사용된다. PTV에 대한 빔 마진은 하나 밀리미터했다. 방사선 량은 95 % 등선 량 라인에 규정 된, 1.48의 적합성 지수 95 % PTV 범위를 렌더링합니다. 처방은 다섯 매일 10 Gy의 분수 50 Gy를이었다. 여기에 묘사 된 구조는 계획 대상 볼륨 (빨간색), 내부 대상 볼륨 (흰색), 척수 (녹색), 식도 (하늘색)를 포함한다. 등선 량 라인 나타낸 바와 같다. &lt;/ P&gt; <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/52875/52875fig1highres.jpg" width="700" /> 그림 1 :. 오른쪽 양면 폐 종양의 동적 종양 추적이 사진 된 아홉 정적 빔을 사용하여 하나의 오른쪽면 폐 종양에 전달 (5 ~ 10 Gy를 매일 분수 50 Gy의) 절제 방사선 량의 예입니다 (블루 / 녹색, 34 ° 간격). 4 계획 소프트웨어 창 묘사 : (A) 광 및 중요 구조 충돌 맵, (B)는 beam&#39;s 아이 뷰 (여기를 빔 1), (C)를 ​​삼차원 CT 및 빔 재구성 MAP, 및 (D) 축선을 선량 분포와 CT. <table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td> 구조 </td><td> 메트릭 </td><td> 체적 </td><td> 가능한 변화 </td></tr><tr><td> PTV </td><td> V50Gy </td><td> ≥95 % </td><td> ≥90 % </td></tr><tr><td> 최소 용량 </td><td> 0.03 cm 3 </td><td> ≥46 Gy를 (92 %) </td><td> ≥45 Gy를 (90 %) </td></tr><tr><td> 최대 용량 </td><td> 0.03 cm 3 </td><td> ≤60 Gy를 (120 %) </td><td> ≤62.5 Gy를 (125 %) </td></tr><tr><td> 척수 </td><td> 0.03 cm 3 </td><td> ≤15 Gy를 </td><td> ≤22 Gy를 </td></tr><tr><td> 폐 (마이너스 GTV) </td><td> V20Gy </td><td> ≤10 % </td><td> ≤15 % </td></tr><tr><td></td><td> 용량 평균 </td><td> ≤8 Gy를 </td><td> ≤10 Gy를 </td></tr><tr><td> 심장 / 심장 막 </td><td> 15cm 3 </td><td> ≤32 Gy를 </td><td> ≤36 Gy를 </td></tr><tr><td> 식도 </td><td> 용량 평균 </td><td> ≤18 Gy를 </td><td> ≤20 Gy를 </td></tr><tr><td></td><td> 0.03 cm 3 </td><td> ≤27​​ Gy를 </td><td> ≤30 Gy를 </td></tr><tr><td> 상완총 </td><td> 0.03 cm 3 </td><td> ≤24 Gy를 </td><td> ≤30 Gy를 </td></tr></tbody></table> 표 1 : 구조 치료 계획 제약.

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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.

정위 절제 바디 방사선 치료에 대한 동적 폐 종양 추적

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

15.5K 조회수.  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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Endobronchial Ultrasound-guided Intratumoral Injection of Cisplatin for the Treatment of Isolated Mediastinal Recurrence of Lung Cancer

Isolated hilar and mediastinal recurrence (IMHR) following external beam radiation therapy (EBRT) in patients with lung cancer is common. These patients do not have many treatment options and are usually offered palliative chemotherapy or best supportive care. Endobronchial ultrasound (EBUS)-guided intratumoral injection of cisplatin (ITC) is a novel approach for these patients. The procedure is performed under conscious sedation. The lesion is located with a bronchoscopy using EBUS, and a 22-gauge EBUS needle is advanced through the working channel of the scope and locked in position. Under ultrasound guidance, the wall of the tracheobronchial tree is punctured and the needle is moved into the target lesion. The needle stylet is then removed and cisplatin (40 mg/40 mL) is injected into the lesion. One to two sites are treated per session. Details of the procedure are described in the protocol section of paper. At our center, 50 sites were treated in 36 patients (19 males, 17 females). The mean age of our cohort was 61.9 &#177;8.5 years. We performed final analyses on 35 patients and 41 sites. 24/35 (69%) had complete or partial response (responders), whereas 11/35 (31%) had stable or progressive disease (non-responders). Overall, survival in our group was 8 months (95% CI of 6-11 months), with patients who responded having significantly better survival than the ones who did not.

The management of isolated recurrent lung cancer in a previously-irradiated field is challenging. Here, we describe an endobronchial ultrasound (EBUS)-guided cisplatin injection for the management of patients with localized lung cancer recurrence in a previously-radiated field.

기관지 폐암의 고립 된 종격동 재발의 치료에 시스플라틴의 종양 내 주입을 초음파 유도

Isolated hilar and mediastinal recurrence (IMHR) following external beam radiation therapy (EBRT) in patients with lung cancer is common. These patients ...

연구

암 연구학

PET and MRI Guided Irradiation of a Glioblastoma Rat Model Using a Micro-irradiator

For decades, small animal radiation research was mostly performed using fairly crude experimental setups applying simple single-beam techniques without the ability to target a specific or well-delineated tumor volume. The delivery of radiation was achieved using fixed radiation sources or linear accelerators producing megavoltage (MV) X-rays. These devices are unable to achieve sub-millimeter precision required for small animals. Furthermore, the high doses delivered to healthy surrounding tissue hamper response assessment. To increase the translation between small animal studies and humans, our goal was to mimic the treatment of human glioblastoma in a rat model. To enable a more accurate irradiation in a preclinical setting, recently, precision image-guided small animal radiation research platforms were developed. Similar to human planning systems, treatment planning on these micro-irradiators is based on computed tomography (CT). However, low soft-tissue contrast on CT makes it very challenging to localize targets in certain tissues, such as the brain. Therefore, incorporating magnetic resonance imaging (MRI), which has excellent soft-tissue contrast compared to CT, would enable a more precise delineation of the target for irradiation. In the last decade also biological imaging techniques, such as positron emission tomography (PET) gained interest for radiation therapy treatment guidance. PET enables the visualization of e.g., glucose consumption, amino-acid transport, or hypoxia, present in the tumor. Targeting those highly proliferative or radio-resistant parts of the tumor with a higher dose could give a survival benefit. This hypothesis led to the introduction of the biological tumor volume (BTV), besides the conventional gross target volume (GTV), clinical target volume (CTV), and planned target volume (PTV).
At the preclinical imaging lab of Ghent University, a micro-irradiator, a small animal PET, and a 7 T small animal MRI are available. The goal was to incorporate MRI-guided irradiation and PET-guided sub-volume boosting in a glioblastoma rat model.

In the past, small animal irradiation was usually performed without the ability to target a well-delineated tumor volume. The goal was to mimic the treatment of human glioblastoma in rats. Using a small animal irradiation platform, we performed MRI-guided 3D conformal irradiation with PET-based sub-volume boosting in a preclinical setting.

애완 동물 및 MRI 유도 세포종 쥐 모델의 방사선 마이크로 irradiator를 사용 하 여

For decades, small animal radiation research was mostly performed using fairly crude experimental setups applying simple single-beam techniques without ...

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.

Gynecologic 암에 대한 Stereotactic Radiosurgery의

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

의학

Detection of Lung Tumor Progression in Mice by Ultrasound Imaging

With ~1.6 million victims per year, lung cancer contributes tremendously to the worldwide burden of cancer. Lung cancer is partly driven by genetic alterations in oncogenes such as the KRAS oncogene, which constitutes ~25% of lung cancer cases. The difficulty in therapeutically targeting KRAS-driven lung cancer partly stems from having poor models that can mimic the progression of the disease in the lab. We describe a method that permits the relative quantification of primary KRAS lung tumors in a Cre-inducible LSL-KRAS G12D mouse model via ultrasound imaging. This method relies on brightness (B)-mode acquisition of the lung parenchyma. Tumors that are initially formed in this model are visualized as B-lines and can be quantified by counting the number of B-lines present in the acquired images. These would represent the relative tumor number formed on the surface of the mouse lung. As the formed tumors develop with time, they are perceived as deep clefts within the lung parenchyma. Since the circumference of the formed tumor is well-defined, calculating the relative tumor volume is achieved by measuring the length and width of the tumor and applying them in the formula used for tumor caliper measurements. Ultrasound imaging is a non-invasive, fast and user-friendly technique that is often used for tumor quantifications in mice. Although artifacts may appear when obtaining ultrasound images, it has been shown that this imaging technique is more advantageous for tumor quantifications in mice compared to other imaging techniques such as computed tomography (CT) imaging and bioluminescence imaging (BLI). Researchers can investigate novel therapeutic targets using this technique by comparing lung tumor initiation and progression between different groups of mice.

This protocol describes the steps taken to induce KRAS lung tumors in mice as well as the quantification of formed tumors by ultrasound imaging. Small tumors are visualized in early timepoints as B-lines. At later timepoints, relative tumor volume measurements are achieved by the measurement tool in the ultrasound software.

초음파 화상 진찰에 의하여 마우스에 있는 폐 종양 진행의 탐지

With ~1.6 million victims per year, lung cancer contributes tremendously to the worldwide burden of cancer. Lung cancer is partly driven by genetic ...

Positron Emission Tomography-based Dose Painting Radiation Therapy in a Glioblastoma Rat Model using the Small Animal Radiation Research Platform

A rat glioblastoma model to mimic chemo-radiation treatment of human glioblastoma in the clinic was previously established. Similar to the clinical treatment, computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI) were combined during the treatment-planning process. Positron emission tomography (PET) imaging was subsequently added to implement sub-volume boosting using a micro-irradiation system. However, combining three imaging modalities (CT, MRI, and PET) using a micro-irradiation system proved to be labor-intensive because multimodal imaging, treatment planning, and dose delivery have to be completed sequentially in the preclinical setting. This also results in a workflow that is more prone to human error. Therefore, a user-friendly algorithm to further optimize preclinical multimodal imaging-based radiation treatment planning was implemented. This software tool was used to evaluate the accuracy and efficiency of dose painting radiation therapy with micro-irradiation by using an in silico study design. The new methodology for dose painting radiation therapy is superior to the previously described method in terms of accuracy, time efficiency, and intra- and inter-user variability. It is also an important step towards the implementation of inverse treatment planning on micro-irradiators, where forward planning is still commonly used, in contrast to clinical systems.

Here we present a protocol to perform preclinical positron emission tomography-based radiotherapy in a rat glioblastoma model using algorithms developed in-house to optimize the accuracy and efficiency.

작은 동물 방사선 연구 플랫폼을 사용하여 교모 세포종 쥐 모델에서 양전자 방출 단층 촬영 기반 용량 페인팅 방사선 요법

A rat glioblastoma model to mimic chemo-radiation treatment of human glioblastoma in the clinic was previously established. Similar to the clinical ...

폐 전이로부터의 종양 세포 전파 검사

Tracking Tumor Cell Dissemination from Lung Metastases Using Photoconversion

Metastasis - the systemic spread of cancer - is the leading cause of cancer-related deaths. Although metastasis is commonly thought of as a unidirectional process wherein cells from the primary tumor disseminate and seed metastases, tumor cells in existing metastases can also redisseminate and give rise to new lesions in tertiary sites in a process known as &#34;metastasis-from-metastases&#34; or &#34;metastasis-to-metastasis seeding.&#34; Metastasis-to-metastasis seeding may increase the metastatic burden and decrease the patient&#39;s quality of life and survival. Therefore, understanding the processes behind this phenomenon is crucial to refining treatment strategies for patients with metastatic cancer.
Little is known about metastasis-to-metastasis seeding, due in part to logistical and technological limitations. Studies on metastasis-to-metastasis seeding rely primarily on sequencing methods, which may not be practical for researchers studying the exact timing of metastasis-to-metastasis seeding events or what promotes or prevents them. This highlights the lack of methodologies that facilitate the study of metastasis-to-metastasis seeding. To address this, we have developed - and describe herein - a murine surgical protocol for the selective photoconversion of lung metastases, allowing specific marking and fate tracking of tumor cells redisseminating from the lung to tertiary sites. To our knowledge, this is the only method for studying tumor cell redissemination and metastasis-to-metastasis seeding from the lungs that does not require genomic analysis.

저자 스포트라이트: 유방암 전이를 추적하기 위한 새로운 생체 내 기법을 사용하여 전이에서 전이로의 시딩 해독 

We present a method for studying tumor cell redissemination from lung metastases involving a surgical protocol for the selective photoconversion of lung metastases, followed by the identification of redisseminated tumor cells in tertiary organs.

광변환을 사용한 폐 전이에서 종양 세포 전파 추적

Metastasis - the systemic spread of cancer - is the leading cause of cancer-related deaths. Although metastasis is commonly thought of as a unidirectional ...

Clinical Factors Influencing the Radiation Dose of Circulating Immune Cells during Radiotherapy for Small Cell Lung Cancer

Small cell lung cancer (SCLC) has garnered significant attention due to its high malignancy, propensity for distant metastasis, and poor prognosis. Radiotherapy remains the cornerstone of treatment for limited-stage small cell lung cancer (LS-SCLC). However, outcomes with radiotherapy alone or in combination with chemotherapy remain suboptimal. Radiotherapy can induce lymphopenia by directly irradiating hematopoietic organs or destroying mature circulating lymphocytes, leading to immunosuppression and consequently diminishing therapeutic efficacy. The estimated dose of radiation to immune cells (EDRIC) model integrates factors such as hemodynamics, lymphocyte radiosensitivity, and proliferation capacity. This study employs the EDRIC model with enhancements to calculate the circulating immune cell radiation dose. By utilizing the EDRIC methodology, the study explores the correlation between EDRIC and tumor target size, average lung dose, average heart dose, clinical features, and peripheral blood lymphocytopenia during radiotherapy for LS-SCLC, aiming to inform personalized patient treatment strategies.
This study analyzed data from 64 LS-SCLC patients who met the inclusion criteria at the General Hospital of Ningxia Medical University from January 2023 to January 2024, all of whom received radical thoracic conventional fractionated radiotherapy. Lymphocyte counts were recorded at the following points: before radiotherapy, at the lowest observed value during radiotherapy, at the end of radiotherapy, and one-month post-radiotherapy. Dosimetric data, including average lung, heart, and body doses, were extracted from the treatment planning system, and the circulating EDRIC was calculated using this model. The relationship between EDRIC values and therapeutic outcomes was analyzed. In LS-SCLC, the EDRIC model effectively predicts lymphocyte count reduction, correlating with planning target volume (PTV; cm3), TNM stage, and the percentage of target lesion shrinkage. Post-radiotherapy, there was a significant decrease in peripheral blood lymphocyte counts, with greater EDRIC values indicating more pronounced lymphocyte reduction.

Here, we present a protocol to evaluate the effects of radiation therapy on immune system lymphocytes in small cell lung cancer.

Small cell lung cancer (SCLC) has garnered significant attention due to its high malignancy, propensity for distant metastasis, and poor prognosis. ...

Using Micro-computed Tomography for the Assessment of Tumor Development and Follow-up of Response to Treatment in a Mouse Model of Lung Cancer

Lung cancer is the most lethal cancer in the world. Intensive research is ongoing worldwide to identify new therapies for lung cancer. Several mouse models of lung cancer are being used to study the mechanism of cancer development and to experiment with various therapeutic strategies. However, the absence of a real-time technique to identify the development of tumor nodules in mice lungs and to monitor the changes in their size in response to various experimental and therapeutic interventions hampers the ability to obtain an accurate description of the course of the disease and its timely response to treatments. In this study, a method using a micro-computed tomography (CT) scanner for the detection of the development of lung tumors in a mouse model of lung adenocarcinoma is described. Next, we show that monthly follow-up with micro-CT can identify dynamic changes in the lung tumor, such as the appearance of additional nodules, increase in the size of previously detected nodules, and decrease in the size or complete resolution of nodules in response to treatment. Finally, the accuracy of this real-time assessment method was confirmed with end-point histological quantification. This technique paves the way for planning and conducting more complex experiments on lung cancer animal models, and it enables us to better understand the mechanisms of carcinogenesis and the effects of different treatment modalities while saving time and resources.

We describe a method for the detection of tumor nodule development in the lungs of an adenocarcinoma mouse model using micro-computed tomography and its use for monitoring changes in nodule size over time and in response to treatment. The accuracy of the assessment was confirmed with end-point histological quantification.

종양 개발의 평가를 위해 마이크로 컴퓨터 단층 촬영을 사용하고 후속 치료에 대한 반응의를 폐암의 마우스 모델에서

Lung cancer is the most lethal cancer in the world. Intensive research is ongoing worldwide to identify new therapies for lung cancer. Several mouse ...

정위 절제 바디 방사선 치료에 대한 동적 폐 종양 추적

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