Gliomová adaptivní radioterapie s rozvojem pracovního postupu umělé inteligence (GLADIATOR)

Glioblastoma multiforme (GBM) představuje difuzní gliomy 4. stupně, které jsou nejčastějšími primárními maligními nádory centrálního nervového systému (CNS) u dospělých. GBM je léčena radioterapií (RT) a souběžnou chemoterapií po maximální bezpečné resekci, s mediánem přežití přibližně 15-18 měsíců. GBM skrývá významnou intratumorální heterogenitu s oblastmi multiklonálních a hypoxických oblastí, což zvyšuje pravděpodobnost relapsu onemocnění po standardní RT.

Podobně lze na zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) dobře ocenit odlišné kompartmenty: zesílení jádra tumoru (TC) s centrálními nekrotickými oblastmi a peritumorální oblastí (PTR), které se skládá z mikroskopické infiltrace tumoru a vazogenního edému. Podobně jako v oblastech radiorezistentních oblastí v TC hraje mikroskopické onemocnění v PTR zásadní roli při relapsu onemocnění. Jiné difuzní gliomy stupně 2 a 3 zahrnují astrocytom a oligodendrogliom mutantní isocitrátdehydrogenázy (IDH). V nedávné klasifikaci nádorů CNS Světové zdravotnické organizace (WHO) jsou molekulární informace kombinovány s histopatologickými informacemi pro integrovanou klasifikaci. Nádory divokého typu IDH jsou dále molekulárně charakterizovány a považovány za GBM, protože se ukazuje, že prognóza je tristní. Oligodendrogliomy jsou potvrzeny na základě přítomnosti delece 1p19q chromozomálních ramen. Difuzní gliomy stupně 2/3 jsou typicky viděny jako nádory s T2-váženými hyperintenzivními nádory. Léčba je podobná jako u GBM, s maximálně bezpečnou resekcí následovanou ozařováním a souběžnou a adjuvantní chemoterapií.

Radioterapie pro difuzní gliomy Radioterapie (RT) tvoří integrální roli v multimodální léčbě difuzních gliomů. Ozáření je indikováno u gliomů nízkého stupně s vysoce rizikovými znaky nebo u gliomů vysokého stupně po maximálně bezpečné resekci. Záření (RT) u difuzních gliomů u GBM je aplikováno pomocí konformních technik do reziduálního onemocnění a dutiny, nazývané hrubý objem nádoru (GTV). Okolní oblast je zahrnuta do klinického cílového objemu (CTV) k léčbě oblastí mikroskopického onemocnění. Pro GBM je expanze o 1,5 -2 cm provedena z GTV, která je identifikována jako zesilující oblast na T1c sekvencích, aby zahrnovala oblasti PTR (T2w hyperintenzita) a upravena z anatomických bariér, jako jsou mozkové pleny a duralové odrazy. U IDH-mutantních gliomů jsou reziduální nádor a dutina (identifikované jako T2w oblast hyperintenzity) zahrnuty jako GTV a další expanze o 5-10 mm je zahrnuta jako CTV. Standardní praxe zahrnuje dodání jednotné dávky záření do plánovaného cílového objemu (PTV), což zahrnuje izotropní rozšíření okraje kolem CTV, aby se zohlednily nejistoty nastavení. U GBM a IDH mutantního astrocytomu vysokého stupně se celková dávka 59,4–60 Gy dodává během 6–7 týdnů s 1,8–2 Gy na frakci. Relativně nižší dávka záření, v rozmezí 54,0-59,4 Gy, je dodáván během 6-7 týdnů s použitím 1,8-2 Gy na frakci pro oligodendrogliomy. Podle současného paradigmatu je plánováno ozařování na počítačové tomografii (CT) pro výpočet dávky a MRI pro vizualizaci cílových objemů a rizikových orgánů (OAR), prováděné jednou před léčbou, na základě čehož se frakcionované záření dodává po dobu 6-7 týdnů . Nedávné důkazy s MRI provedené v průběhu léčby ukázaly změny v dynamice reziduální nemoci, chirurgické dutiny a také OAR u části pacientů, což naznačuje, že léčba založená na zobrazení v jediném časovém bodě může vést Adaptivní radioterapie (ART) k úpravě ozařovacích plánů na základě prostorových změn cílového objemu a OAR tedy pravděpodobně zlepší přesnost léčby RT. Sériové zobrazování během léčby lze také použít k identifikaci oblastí nádoru nebo PTR vykazujících refrakterní onemocnění nebo vazogenní edém, s opatřeními pro biologické modifikace dávek RT. Použití konformních ozařovacích technik, jako je radioterapie s modulovanou intenzitou (IMRT), volumetricky modulovaná oblouková terapie (VMAT), může umožnit dodání rozdílných dávek záření přesně do různých oblastí cílového objemu, známé jako dávkové malování. Pozitronová emisní tomografie (PET) Funkční zobrazování pomocí pozitronové emisní tomografie (PET) dosáhlo široké popularity v onkologii při stagingu onemocnění, identifikaci hypoxických oblastí a vedení radiačního plánování. U gliomů se ukázalo, že aminokyselinový PET, jako je O-(2-[18F]fluorethyl)-L-tyrosin (FET) nebo fluorodopa (F-DOPA), je účinný v oblastech s vyšším poměrem nádoru k bílé hmotě, což naznačuje oblasti aktivní nemoc (19) . Použití PET skenů během léčby může pomoci identifikovat oblasti refrakterní na RT, což se odráží ve vyšším příjmu radioizotopu. Vyšší dávky do takových oblastí poskytují okno pro biologickou adaptaci a mohou potenciálně zlepšit míru kontroly. Podobně může kvantitativní analýza zobrazování (známější jako radiomika) pomoci odlišit oblasti mikroskopického nádoru od vazogenního edému v PTR, který se jinak jeví jako podobný konvenčnímu zobrazování. Umělá inteligence Role umělé inteligence v onkologii je stále více uznávána, od optimalizace využití zdrojů ve zdravotnictví a rozhodování až po kvantitativní analýzu obrazu pro prognostiku a potenciální schopnost sloužit jako neinvazivní biomarker. Praxe současné radiační onkologie silně spoléhá na interakci lidí a strojů v téměř každém procesu plánování léčby, včetně tvarování cílových objemů, OAR, procesů plánování léčby a během aplikace léčby. Vytvoření rámce umělé inteligence v radiační onkologii slibuje zlepšit efektivitu a přesnost pracovních postupů a umožní rychlé a efektivní plánování a poskytování léčby. Využití adaptivní radioterapie bude dále usnadněno pomocí algoritmů strojového učení s vhodnou identifikací pacientů, kteří budou mít prospěch z volumetrické nebo biologické adaptace, autosegmentace cíle/OAR, automatizovaného plánování léčby a biologické modifikace založené na prostorových a časových změnách kvantitativních zobrazovacích parametrů. . Standardní ústavní praxe Standardní ústavní praxe zahrnuje dávku 59,4 Gy ve 33 frakcích po dobu 6,5 týdne u pacientů s glioblastomem a 55,8 Gy ve 31 frakcích po dobu 6 týdnů u pacientů s oligodendrogliomem. Souběžně se temozolomid používá u všech pacientů podstupujících ozařování v dávce 75 mg/m 2 tělesného povrchu v průběhu ozařování s týdenním sledováním krevního obrazu. Všechny radiační léčby jsou plánovány na základě jednorázového CT a MRI skenování bez jakýchkoliv plánovaných intervalových skenů během ozařování a neprovádí se žádná adaptace. Adjuvantní chemoterapie temozolomidem se zahajuje po 4 týdnech od ukončení ozařování v dávce 150 mg/m 2 po dobu pěti dnů a opakuje se každý měsíc a dávka se zvyšuje na 200 mg/m 2, pokud pacient dobře snáší a má normální krevní obraz. Standardní praxí je 6 a 12 cyklů temozolomidu pro GBM a IDH-mutantní gliom (astrocytom a oligodendrogliom). Po ukončení léčby je plánováno klinické sledování každé 3-6 měsíců v prvních 2 letech a poté každých 6-12 měsíců pro všechny pacienty. Dohledové zobrazování je naplánováno každých 6-12 měsíců v prvních 5 letech a poté na roční bázi nebo intervalové zobrazování prováděné podle klinických pokynů.