Добровольное задержке дыхания Техника по сокращению сердца доза в левой груди радиотерапии

Резюме

Нынешний приоритет в груди лучевой терапии рака является снижение сердечных дозы без ущерба охват целевой ткани. Техника добровольное задержке дыхания, описанный здесь, простой, недорогой решение этой проблемы и способен быть возбуждено широко без необходимости специализированного оборудования.

Аннотация

Методы задержки дыхания уменьшить количество радиации, полученной сердечных структур во касательной поля левой груди лучевой терапии. С помощью этих методов, пациенты задерживать дыхание во время радиотерапии поставляется, толкая сердце вниз и в сторону от поля лучевой терапии. Несмотря на четкие преимущества дозиметрических, эти методы еще не получил широкое распространение. Одна из причин этого в том, что имеющиеся в продаже решения требуют специального оборудования, что требует не только значительных капиталовложений, но часто также неся текущие расходы, такие как потребность в ежедневных одноразовых мундштуков. Техника добровольное задержке дыхания, описанный здесь, не требует никакого дополнительного специального оборудования. Все методы задержки дыхания требуют суррогат контролировать задержке дыхания последовательность и будет ли поддерживаться с задержкой дыхания. Добровольное задержке дыхания использует расстояние сдвинутое на передней и боковой опознавательных знаков (татуировки) от лазеров кабинет в дыхания-хость контролировать консистенцию при КТ-планирования и лечения установки. Легкие поля затем используются для мониторинга задержке дыхания консистенцию до и во время родов радиотерапии.

Введение

Рак является ведущей причиной смерти во всем мире, что составляет 7,6 млн. смертей в 2008 году ^1. Из всех видов рака, рак молочной железы является наиболее распространенным с частотой более 13,8 млн. во всем мире, и это заболеваемость растет ^1. Однако улучшения в диагностике и лечении рака молочной железы означает, что число женщин, выживших их рак молочной железы также увеличивается, и, по оценкам утроить до 1,7 млн. к 2040 году только в Великобритании ^2. Грудь лучевая терапия является важной частью лечения рака молочной многих женщин, вдвое риск рецидива рака молочной железы и снижения риска смерти рака молочной железы на 3,8% ^3. Благодаря усовершенствованиям в рака молочной железы выживаемость, любые долгосрочные побочные эффекты, вызванные лечения рака молочной железы приобретают все большее значение. Невинный свидетель в грудном лучевой терапии является сердце, которое подвергается нежелательному радиации вследствие его близости к радиационных полей, особенново время левая грудь облучения. Именно этот нежелательный доза в сердце, который учитывает увеличение не-молочной смерти от рака, связанных с раком молочной лучевой терапии ⁴ 1%. Последние данные свидетельствуют о том, что нет пороговой дозы, ниже которого поздние сердечные эффекты лучевой терапии рака молочной не происходит ^5, что делает его важное значение для онкологии сообщество установить методы, которые минимизируют сердечные дозы без ущерба покрытие ткани молочной железы. Однако, так как грудь радиотерапии является причиной около 30% всех радиотерапии лечения ^6, любая новая техника должна быть простой и недорогой, чтобы быть устойчивым и избежать неприемлемого нагрузку на медицинских ресурсов.

Есть несколько методов, которые могут быть использованы, чтобы снизить дозы сердца во время грудного лучевой терапии. Multileaf коллимации (MLC) широко используется в Великобритании [Королевского колледжа радиологов »(Великобритания) аудиторской 2012] и, хотя эффективны при щадящей ткань сердца, Она рискует одновременно защищая ткани молочной железы. Обратная планируется модуляцией интенсивности лучевая терапия (IMRT) улучшает ткани-мишени конформность ^7, но может также увеличить низкие дозы облучения сердца, легких и контралатеральной молочной железы ^7,8. Увеличение малых доз облучения сердца нежелательно, особенно в свете данных из Darby и др. ^5. Кроме того, обратная спланированная ЛТМИ более ресурсоемким, требующей повышенного физику и обеспечения качества (QA) время и знания. Лечение женщин в положении лежа (лицом вниз) может уменьшить сердечные дозы в большей грудью женщин ^9, однако, остаются вопросы по позиционной воспроизводимости этой техники ^10. Задержки дыхания методы, в которых пациенты задерживать дыхание во время родов радиотерапии, привести к сердце толкают вниз и в сторону от полей радиотерапии и может свести к минимуму необходимость компромисса между охватом ткани целевой и органом высокого риска (ОАР) щадя (рис. 1) ^11.

Есть в настоящее время две основные задержки дыхания методы в клиническом использовании. Первый состоит из цифрового спирометр, прикрепленной к баллонной клапана. Пациенты дышать через мундштук и клип помещается на нос, чтобы избежать носовое дыхание. Спирометрия след визуализируется на мониторе, и вдохновение прерывается и выдерживают при заданном объеме легких. Второй способ был в первую очередь предназначен для использования в качестве системы дыхания стробирования, хотя он также имеет встроенную установку задержке дыхания. Эта система использует видеокамеру, чтобы записать движение в маркер ИК-отражающие размещенной на груди пациента. Вертикальное перемещение маркера отображается в реальном времени на мониторе, и доставка лечение начинается после того, как маркер перемещается в предварительно заданного порогового зоне. Обе системы заметно снизить сердечные дозы у пациентов, получающих лучевую терапию левую груди. Спирометрия основе методика существенноственно снижает объем миокарда облученных ^12-14, а также демонстрируя сравнимую внутри-и меж-фракции воспроизводимость по сравнению со стандартным лежа радиотерапии свободного дыхания груди ^15. Точно так же, лечение с использованием инфракрасных отражающей маркеры снижает среднюю дозу к сердцу на 50% ^11,16,17, сохраняя при этом охват целевой ткани ^11. Такие дозиметрические экономия, по прогнозам, приравнять к сокращению 10 раза в сердечной смерти ^18.

Недостатком этих систем, впрочем, и барьером для широкого применения, является их стоимость. Обе системы требуют инвестиций в самих устройств, однако, в случае системы спирометрии есть также текущие расходы, как мундштуки являются одноразовыми, требующие новый мундштук для планирования-CT, а также для каждой фракции лечения. Стоимость, в сочетании с отсутствием подготовки кадров, объясняет, почему только 4% британских груди лечения проводили с использованием бReath-холдинг методы в 2012 [Королевский колледж (Великобритания) аудита радиологов »]. Методы задержки дыхания находятся в более широкое применение в остальной части Европы, с 20% центров с помощью этих методов в 2010 году ^19. Одним из объяснений этого является разработка и внедрение простой, недорогой и оборудования без техники задержки дыхания, добровольное задержке дыхания (VBH). До недавнего времени, однако, данные не хватало на воспроизводимости метода VBH. Рандомизированное исследование, проведенное в Royal Marsden Hospital (Sutton, UK), Великобритания HeartSpare Study, показал, что interfraction воспроизводимость с техникой VBH сравнима с с устройством спирометрии основе. Кроме того, метод VBH предлагает преимущество во времени на планирование-CT и настройки обработки и предпочитают пациентов и рентгенологов, так ^20. Техника VBH в настоящее время развернута в десяти радиотерапевтических центров Великобритании, чтобы подтвердить, что техника является возможным в многоцентровое себеПриступая и что сердце пощадив поддерживается (HeartSpare II). Ожидается, что это проложит путь для всей Великобритании поглощения сердца щадящей молочной лучевой терапии, и, вероятно, приведет к значительному снижению сердечно-сосудистых заболеваний среди выживших рака молочной железы в Великобритании.

протокол

Исследование с помощью которых был осуществлен этот протокол был одобрен Royal Marsden комитета по клиническим исследованиям (Sutton, Великобритания) и Комитета по этике исследований (Лондон - Риверсайд, Великобритании) на (ISRCTN 53485935).

1. Лучевая терапия Клиника

1. Оценка пригодности пациента для добровольного техники задержке дыхания в клинике: левая грудь или грудная стенка лучевой терапии (без узловой облучения), рекомендованного радиационного онколога.
2. Просмотрите статус пациента производительности и сопутствующих заболеваний (особенно легких, связанных с).
3. Попросите пациента, чтобы практиковать затаив дыхание у себя дома, лежа, первоначально в течение 5 сек, и создания в 5-секундными интервалами до 20 сек.

2. Лучевая терапия Планирование-КТ сессия

1. Расположите пациента на кушетке CT в стандартном положении лечения.
2. Определить позицию татуировки и место КТ маркеров (крестики) на средней линии пациента в фрEE дыхание, примерно на полпути вдоль вероятных краям поля. Добавить боковых маркеров для каждой стороны пациента в свободном дыхании, в соответствии с средней линии маркера.
3. Попросите пациента, чтобы практиковать сделав глубокий вдох и удерживая ее, первоначально в течение 5 сек, прежде чем строить в 5-секундными интервалами до 20 сек. Попросите пациента, чтобы дышать, и дышать дважды, прежде чем просить их задерживать дыхание на срок до 20 сек. Это расслабляет пациента, помогает им подготовиться к задержке дыхания и помогает задержке дыхания консистенции.
4. Запишите максимальное время которой пациент может удобно задерживать дыхание.
5. Повторите задержке дыхания и отметьте положение передней и боковой татуировки в отношении лазеров в задержке дыхания, чтобы помочь установить воспроизводимость. Записывать высоту боковой татуировкой выше диване верхней течение задержке дыхания прежде чем приступить к КТ.
6. Дайте стандартные инструкции с задержкой дыхания для пациента и начать сканирование сразу ыatisfied пациент находится в задержке дыхания.
7. После того, как компьютерная томография была завершена, проверьте и запишите высоту боковых татуировки на КТ, чтобы подтвердить, что согласуется с задержкой дыхания проводили. Если боковая высота диван отличается более чем на 3 мм от начальной высоты диване, переоценку переднюю и боковые опорные точки.

3. Лучевая терапия Лечение Планирование

Примечание: Процесс планирования лучевой терапии такая же, как для стандартного пациента молочной железы.

1. Применить касательные поля радиотерапии в соответствии с местным протоколом.
2. Производить клиническую план лечения лучевой терапии, который выполняет критерии МКРЕ.
3. Запишите передней балки источник-к-коже расстояние (SSD) в дополнение к записи стандартные данные планирования лечения (согласно местному протоколу). ПРИМЕЧАНИЕ: SSD передней луч используется для проверки передне-задний установки в процедурном кабинете.

4. RadiotНастройка herapy Лечение

1. Совместите татуировки в свободном дыхании. Марк задняя и нижние измерения от левой боковой татуировки и передней средней линии тату на коже пациента (от информации, записанной на планово-CT сессии).
2. Попросите пациента, чтобы дышать и выходить два раза, прежде чем принимать глубокий вдох и проведение. Контрольный знак на коже пациента должна вырасти до уровня лазера. Попросите пациента повторите процедуру задержке дыхания пару раз, чтобы подтвердить воспроизводимость перед началом выполнения настройки пациента.
3. Попросите пациента выполнить задержке дыхания и выравнивания средней линии татуировку в положение изоцентра превосходной / уступает и установить расстояние фокусировки-поверхность (FSD) на средней линии.
4. В свободном дыхании, переместить кровать с боков к изоцентре.
5. Измерьте и отметьте средние и боковые границы поля в свободном дыхании.
6. Установите все другие параметры машины (например,., Размер поля и гаNtry, коллиматорный и углы диван) для первого пучка (передняя косой). Попросите пациента выполнить задержке дыхания и проверить медиальная граница совпадет с отметки, сделанной в шаге 4.5.
7. Отметить краю поля (как это определено в световом поле) с ручкой на каждом фракции: Это помогает визуализировать задержке дыхания пациента.
8. Повторите шаги 4.6 и 4.7 для косой перекладиной задней, и лечить с помощью этого луча в первую очередь.
9. Если установка пациент выходит за допустимые пределы (в соответствии с местными уровнями допуска для стандартной молочной радиотерапии пациента), обратитесь к алгоритму поиска и устранения неисправностей (рис. 2).
10. Если нет достаточных камеры для мониторинга краю поля, а также положение козлового относительно диване с диспетчерской, оценить вращение козловой до отъезда процедурный кабинет для того, чтобы избежать столкновений.

5. Лучевая терапия Лечение Доставка

1. После того, как в контрольной комнате, увеличить кенгуру лечениям камеры таким образом, чтобы границы поля отмечены на коже пациента могут видеть на диспетчерской мониторов.
2. После того, как готов начать лечение, попросить пациента выполнить задержке дыхания (как указано в 4.2) через систему внутренней связи. Проверьте световое поле выравнивает удовлетворительно границе отмеченного поля, а затем начать лечение (рис. 3).
3. Монитор на задержке дыхания пациента во время родов лечения. Лечение должно быть прервано, если есть опасения, что имело место изменение глубины задержке дыхания.

6. Лучевая терапия Лечение Проверка

1. Выполните проверку изображений из положения пациента (такие как с электронным портала изображений (РПИ) или конус-лучевой КТ), после местных протоколов типа / частоты изображений и толерантности уровнях.
2. Правильный код для систематических ошибок с изоцентре движется в соответствии с местными протоколов для стандартных больных раком молочной радиотерапии. Регулировка знаков на пациента и #8217; с кожей не должно быть необходимым.

Результаты

В режиме реального времени Электронный портал изображения (EPI) были подобраны он-лайн в цифровом реконструирован рентгенограммы (ЦРРС) для 23 пациентов (172 фракций лечения). EPI смещения были проанализированы на правой передней и левой задней косой лучи в (U, V)-плоскости (V-направлении, параллельном краниокаудальном ось и U-направление, перпендикулярное к этому) ^21, и ошибки для техники VBH установки оценивается. EPI основе население диапазон систематическая ошибка (для каждого луча и в каждой плоскости) был 1,5-1,8 мм и случайные диапазон ошибки 1,7-2,5 мм.

Табличные данные доза-объем гистограмма (DVH) был использован для получения NTD _{означает} (биологически взвешенное среднее общей дозы в ткани нормированной на 2 Гр с использованием стандартного линейного квадратичной модели ^22, α / β = 3Gy) для сердца, левой передней нисходящей коронарной артерии (LAD), ипсилатеральных и целые легкие. Кроме того, максимальная доза получена LAD (LAD _макс) была оценена. NНормальные ткани дозы приведены в таблице 1.

Времена для планирования CT сессии, настройки обработки, доставки лечения и общего курса лечения были записаны и показаны в таблице 2. Полученные данные показывают, что планирование-ТТ может быть завершена в течение стандартного мин сессии 30. Время обработки включают КЛКТ изображений, которая была выполнена для каждого третьей фракции. Настройка Лечение и общее время сеанса, поэтому, как ожидается, будет меньше, чем сообщалось здесь для центров, в которых изображения КЛКТ не является частью стандартного лечения. Тем не менее, даже с изображениями КЛКТ, лечение может быть завершено в течение сеанса лечения на 20 минут.

Пациенты и рентгенологи было предложено заполнить утвержденные вопросники ²³ на их планирование-CT сессии, а также в два раза во время их обработки. Были проанализированы Шестьдесят пять пациентов анкеты и 64 рентгенолога анкеты. Анкеты были суммированы комфорта пациентарезультаты (PCS) и удовлетворенности рентгенолог результаты (RSS) (из 9, высокий балл = удобнее / удовлетворительно). Медиана PCS было 8 (межквартильный 8-9) и медиана RSS был (межквартильный 6-8) 7.

Рисунок 1. Сердце диуретиков эффект VBH. Осевых и сагиттальной ломтиками КТ от того же самого пациента на том же уровне стенки грудной клетки в свободной дыхания (А и С) и с помощью техники VBH (B и D). Обратите внимание, что сердце (указано в желтый) была выдвинута вниз и в сторону от полей радиотерапии с использованием техники VBH. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рисунок 3. Проверка задержке дыхания согласованность с диспетчерской. Диспетчерской видеонаблюдения кадры, демонстрирующие положение светового поля по отношению к отмеченной границе поля для правой передней косой пучка в свободно дышать (А) и выравнивания светового поля и отмечены поля границы, как только пациент находится в задержке дыхания ( B).

	Медиана дозы (Гр)		Минимальная доза (Гр)		Максимальная доза (Гр)
	VBH	Полный пансион	VBH	Полный пансион	VBH	Полный пансион
Означает Сердце NTD	0,6	0.8	0,4	0,4	0.9	2.1
ЛАД NTD означает	2.5	6.0	1.3	1.2	10.0	22.6
ЛАД макс	28.6	43.7	9.7	4.6	41.8	51.3
Значит Ипсилатеральная легких NTD	4.1	-	2.8	-	5.6	-
Целые легкие NTD среднее	2.0	-	1.3	-	2.7	-

Таблица 1. Нормальные дозы ткани для добровольного задержке дыхания (VBH) техники. Медиана, минимальная и максимальная NTD _{означает} (Гр) для сердца, парень, на той же стороне и целых легких показаны, как и средний, минимальный и максимальный ЛАД _макс ( Гр). Кроме того, медиана, минимум и максимум сердечные дозы для стандартасвободного дыхания (FB) оставил лучевая терапия рака молочной в нашем центре представлены для сравнения.

	Время (мин)
Событие	Медиана	Минимум	Максимум
Планирование-КТ сессия	22	14	44
Настройка Лечение	9	6	15
Доставка Лечение	7	5	12
Всего курс лечения	18	14	27

Таблица 2. Планирование-CT и лечения раз сессия для добровольного техники задержке дыхания. Медиана, минимальной и максимальной планирование-CT, настройки обработки, доставки лечения и общего времени сеанса лечения показаны (мин).

Обсуждение

Критические шаги в протоколе включают в себя: 1) проверка на предмет соответствия с задержкой дыхания при планировании-CT и настройки обработки; 2) проверка боковую высоту кушетка измеренное на КТ согласуется с измеренной предварительно КТ; 3) согласование татуировки в свободном дыхании, но установка FSD в задержке дыхания; 4) обеспечение световое поле выравнивает с отмеченными границами поля до начала лечения.

Количество дыхания имеет требуется во время родов лечения варьирует от пациента к пациенту, и в первую очередь зависит от количества сегментов доставляется. Подходящие точки прерывания во время родов лечения (дать возможность пациенту расслабиться перед повторяя задержке дыхания) должны определяться на индивидуальной основе в зависимости от способа доставки. Мы настоятельно предложил бы, чтобы для первоначальной реализации VBH, что последовательное команда используется. Это позволяет тех, кто участвует, чтобы стать компетентным быстрее и помогает поддерживать качество лечения. Где проблемы анпротивопоставить во время установки лечения, пациент может быть предложено изменить их задержке дыхания (глубокое или меньшую по мере необходимости). Если это не удается улучшить настройки, пациент должен быть установлен снова. Vector диван движется следует использовать в качестве последнего средства. Алгоритм поиска неисправностей показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Алгоритм устранение неисправностей для добровольной установки задержки дыхания лечения метод. Этот алгоритм может быть использован для оказания помощи настройки обработки, где пациенты не с настройкой в пределах допуска (в зависимости от местных уровней толерантности). В качестве примера, наш центр использует 5 мм уровень толерантности к. Алгоритм должен следовать сверху вниз. В большинстве случаев, установка может быть предъявлен в течение толерантности, задавая пациенту изменить их глубину на задержке дыхания (глубже или мельче, какнеобходимости).

Население систематические и случайные ошибки установки лечения меньше, чем те, в свободно дышать касательной радиотерапии поле молочной ^24, и в соответствии с другими опубликованными данными по задержке дыхания методов ^25,26. VBH снижает средние нормальные дозы ткани на 25-58% по сравнению со стандартным свободного дыхания груди лучевой терапии в нашем центре (табл. 1). Сердечные дозы с VBH ниже, чем те, в других опубликованных работ по задержке дыхания методов ^{11,16,17,26,27,} хотя методы данных доз записи варьироваться от этих исследований.

Как описано во введении, все методы задержке дыхания использовать суррогат для измерения меж-и intrafraction воспроизводимость. Техника VBH использует выравнивание светового поля с отмеченными границами поля, чтобы проверить на соответствие перед началом лечения и во время родов лечения. Хотя пока официально не сообщается, мы нашли intrafracТион воспроизводимость (измеряется с помощью нескольких intrafraction EPIS), чтобы быть очень хорошим, с небольшим, если таковые имеются, движения intrafraction. Это согласуется с ранее опубликованной работе ^26. Учитывая последовательное intrafraction воспроизводимость наблюдается, лучевая терапия системы, в которых световые поля не остаются на во время родов лечения не нужно быть препятствием для реализации VBH. В каждом из номеров лазеры могут быть использованы в качестве альтернативы световых полей для проверки того, что задержки дыхания сохраняется во время родов лечения. Кроме того, точка отсчета, от которого контролируется задержке дыхания воспроизводимость может быть приспособлен; например, центры, использующие технику асимметричный поля, возможно, пожелают использовать превосходную касательной границу поля.

VBH предлагает значительные преимущества по сравнению с другими методами сердечных диуретиков, некоторые из которых уже говорили. Это сводит к минимуму компромисс между целью и ОАР компромисса часто требуется при использовании MLC, это уменьшает I низкие дозыrradiation сердца и гораздо меньше ресурсов, чем IMRT, и это более воспроизводимыми, чем лежа облучения в то время как в интересах женщин всех размеров молочной железы. Что касается других методов задержки дыхания, VBH дает сопоставимую воспроизводимость и сердца щадящей, в то же время дешевле осуществлять как не требуется специального оборудования. Низкая стоимость техники означает, что есть очень реальная возможность для того, чтобы принести пользу другим систем здравоохранения, особенно с ограниченными ресурсами.

Существует уже опубликованная работа демонстрируя возможности доставки узловой облучение в дополнение к всей груди / грудной стенки облучением, используя инфракрасные отражающей маркеры ¹⁷ и спирометрии основе ¹⁴ систем. Наш центр в настоящее время выполняет дополнительную работу, чтобы подтвердить возможность использования VBH для узловой облучения больных раком молочной железы. Обратная спланированная ЛТМИ, вероятно, будет на пользу в отдельных пациентов, особенно когда поставтив одновременную комплексную толчок, и целесообразность использования VBH у этих пациентов нуждается в оценке. Наконец, методы задержки дыхания может быть полезным при лечении других опухолей, в том числе легких, печени ^{28 29, 30} и желудка рака. Необходима дальнейшая работа для оценки пригодности, используя технику VBH для лечения других, чем груди сайтов.

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
Brilliance CT big bore oncology	Philips		Other makes/models compatible with VBH technique
MT350 breastboard	Med-Tec	MT-350-N	Other makes/models compatible with VBH technique
Dorado virtual simulation laser system	LAP Laser	Dorado CT-1-3-Wall	Other makes/models compatible with VBH technique
Pinnacle3radiation therapy planning system v9.2	Philips		Other makes/models compatible with VBH technique
Synergy linear accelerator	Elekta		Other makes/models compatible with VBH technique
Intuity XVI Release 4.5.1	Elekta		Other makes/models compatible with VBH technique
Iview Electronic Portal Imaging Release 3.4	Elekta		Other makes/models compatible with VBH technique
Apollo room lasers	LAP Laser		Other makes/models compatible with VBH technique
Active breathing coordinator (ABC)	Elekta		Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique
Real-time position management (RPM) system	Varian		Commercially available breath-hold system, not required for VBH technique