Elektromagnetisk styret interstitiel kateternavigation til gynækologisk brachyterapi (E-MINT)

Livmoderhalskræft udgør et betydeligt lokalt og globalt sundhedsproblem. I 2017 blev over 1.500 canadiske kvinder spået at udvikle livmoderhalskræft, og yderligere 400 blev anslået til at dø af sygdommen. Forekomsten af ​​livmoderhalskræft er støt faldet i udviklede lande, hovedsagelig på grund af regelmæssig gynækologisk screening og offentlige vaccinationsprogrammer for human papillomavirus; sygdommen tegner sig dog for op til 12 % af alle kvindelige kræftdiagnoser i udviklingslande og udgør en uforholdsmæssig stor byrde for aboriginalkvinder i hele Canada. Der skal gøres meget arbejde for at afhjælpe forskelle i pleje og behandling af livmoderhalskræft, både i Canada og på verdensplan.

FIGO stadium IA - IB1 betragtes som lokaliseret sygdom og behandles primært med kirurgi. I modsætning til sygdom i tidligt stadium anses tumorer, der strækker sig mere end 4 cm og ud over livmoderhalsen, som lokalt fremskredne. Standarden for behandling af lokalt fremskreden livmoderhalskræft defineret som FIGO-stadier IB2 - IVA er ekstern strålebehandling med samtidig kemoterapi efterfulgt af brachyterapi.

Brachyterapi er en afgørende komponent i terapeutisk behandling, som har vist sig at være forbundet med forbedret lokal kontrol. Brachyterapi med høj dosishastighed involverer behandling af lokal omfangsrig sygdom ved hjælp af en fjernbelastet Iridium-192-kilde. Brachyterapi-levering udnytter hurtigt dosisfald, hvilket gør det muligt for det centrale bækken at modtage en meget høj dosis, mens blæren, endetarmen, sigmoideum og tyndtarmen skånes. Denne dosiseskalering er ud over, hvad der konventionelt kan opnås ved brug af eksterne strålebehandlingsmetoder. Mere specifikt muliggør billedstyret adaptiv brachyterapi, der anvender intrakavitære applikatorer, dosisoptimering og forbedrer måldosisdækningen for tumorer i begrænset størrelse.

Intrakavitære applikatorer har vist sig at være tilstrækkelige til at dække symmetriske små tumorer mindre end 30 cc. For store eller komplekse asymmetriske tumorer med/uden vaginal involvering er de imidlertid ikke tilstrækkelige til at dække målet, mens normale vævstolerancer respekteres. For at kompensere for disse begrænsninger er der opnået forbedringer i lokal kontrol ved hjælp af en kombineret interstitiel og intrakavitær teknik til større tumorer. Kombinerede intrakavitære - interstitielle applikatorer er designet til at målrette mod tumorer, der ikke er tilstrækkeligt dækket af intrakavitære applikatorer alene. Tilføjelsen af ​​den interstitielle teknik involverer indsættelse af katetre i tumoren, hvilket muliggør højere dosiskonformitet og normal vævsbesparelse. Denne kombinerede teknik har vist sig at være effektiv i store tumorer med omfattende parametrisk involvering samt i tilfælde med ugunstig topografi. Ved at anvende denne kombinerede teknik gør perineal-baseret interstitiel billedstyret adaptiv brachyterapi det muligt at levere højere doser til højrisiko klinisk målvolumen uden at øge dosis til blæren, rektum eller sigmoideum.

Den kombinerede interstitielle og intrakavitære brachyterapi arbejdsgang for lokalt fremskreden livmoderhalskræft på Odette Cancer Center består typisk af fire behandlingsfraktioner. Arbejdsgangen begynder med en præ-brachyterapi vurdering MR, der tages før brachyterapi behandling for at hjælpe med forudplanlægning af kateter dybde og placering. På tidspunktet for denne MR-scanning vil patienten have en vaginal cylinder på plads. 1-2 uger efter MR-scanningen udføres implantatet og behandlingen. Forud for implantationsproceduren får patienten let sedation og spinalbedøvelse, efterfølgende indsættes en vaginal cylinder (Best Medical Systems, Inc, Springfield VA) i patienten. En perineal skabelon, der indeholder en central åbning, monteres på vaginalcylinderen. Skabelonen fremføres derefter, indtil den er placeret på patientens perineum. Plastkatetre (6F 24 cm) indeholdende metalstiletter indføres gennem skabelonen og langs rillerne i vaginalcylinderen og trænger derved ind i henholdsvis perineum og vagina. Antallet, positionen og dybden af ​​de anvendte katetre er baseret på den præ-brachyterapivurderings-MR. Efter implantationsproceduren sys skabelonen til patienten, og patienten overføres til en MR-suite, hvor et billede af hendes anatomi tages med katetrene og applikatorerne på plads. Patienten sendes herefter til en CT-scanning, der skal bruges til behandlingsplanlægning.

Behandlingsplanlægning involverer registrering af CT- og MR-datasættene. MR-billederne bruges til at identificere de bløddelsorganer, der er i fare, og målene. CT'en bruges til at identificere de katetre, der er implanteret i patienten. Ved at bruge viden om, hvor applikatoren/katetrene er i forhold til målene og organerne i risikozonen, er en dosisfordeling designet til at målrette kræften og samtidig skåne normalt væv. Samme dag som implantationen afgives en behandlingsfraktion, og patienten indlægges natten over. Den næste dag kan patienten som standardbehandling, afhængig af den kliniske indikation, gennemgå en eller to yderligere fraktioner, adskilt med mindst 6 timer. En uge senere vil den samme proces for de to første fraktioner blive gentaget for de resterende to fraktioner.

Under indføringen af ​​katetre er det blevet erkendt, at de kan konvergere eller divergere, når de gennemborer stift væv langs implantationsvejen. Uden korrekt billedvejledning kan et skabelonstyret interstitielt implantat resultere i en øget risiko for normale vævskomplikationer. Billedvejledning i realtid til kateterindsættelse er institutionsafhængig, på Odette Cancer Center bruges transabdominal ultralyd til placering af tandem og for nylig er den transrektale ultralyd blevet undersøgt for kateterplacering. Andre former for katetervejledning i realtid, der bruges på forskellige centre, omfatter fluoroskopi, computertomografi (CT) og magnetisk resonansbilleddannelse (MRI).

Kvaliteten af ​​interstitielle brachyterapiimplantater er blevet rapporteret at være en vigtig forudsigende faktor for lokal kontrol og sen toksicitet. Kvaliteten af ​​implantatet er afhængig af katetrenes geometri, og real-time billedvejledning til interstitiel cervikal brachyterapi mangler markant.

På Odette Cancer Center blev der gennemført en undersøgelse med fire patienter for at karakterisere mængden af ​​kateterafbøjning og vinkling under gynækologisk højdosis-rate interstitiel brachyterapi. Resultater fra denne undersøgelse viste, at middelværdien af ​​den maksimale kateterafbøjning på niveau med GTV var 9,1 mm +/- 3,2 mm (interval 3,0 - 18,4 mm) og kan nærme sig så meget som 2 cm på niveau med GTV. Selvom kateterafbøjningen observeret i denne undersøgelse ikke resulterede i nogen signifikant dosimetrisk påvirkning, var prøvestørrelsen lille, og forfatterne af undersøgelsen foreslog, at yderligere undersøgelse af katetervejledning i realtid kan være nødvendig for at lindre denne afvigelse for at forhindre suboptimal plankvalitet.

Elektromagnetisk sporing kan minimere usikkerheden i forbindelse med implantatets kvalitet. Funktionen af ​​en elektromagnetisk sporingsenhed afhænger af en feltgenerator, der producerer et magnetisk felt, der strækker sig på tværs af anatomien af ​​interesse. Den sporede sensor i dette system inducerer en afstandsafhængig spænding, der bruges til at bestemme sensorens rumlige position inden for volumen af ​​interesse. Denne teknologi er flittigt brugt i klinisk praksis, eksempler omfatter kirurgiske indgreb, vejledning af biopsier og bevægelsesovervågning.

Elektromagnetisk navigation kan indarbejdes i den cervikale interstitielle brachyterapi-arbejdsgang som en form for katetervejledning i realtid. Ved at inkorporere denne vejledning i den nuværende arbejdsgang er det muligt, at der opnås en højere grad af nøjagtighed i kateterplacering, når det bruges i forbindelse med billedstyret brachyterapi. Denne undersøgelse søger at evaluere effektiviteten af ​​elektromagnetisk navigation på den perineal-baserede interstitielle cervix billed-guidede brachyterapi workflow som en del af et fase I klinisk forsøg.