Strahlentherapie in tiefer Inspiration für pädiatrische Patienten (TEDDI)

Hintergrund:

Die Mehrheit (ca. 80 %) der pädiatrischen Krebspatienten werden Langzeitüberlebende. Langzeit-Follow-ups von Krebsüberlebenden im Kindesalter haben eine erhebliche behandlungsinduzierte erhöhte Sterblichkeit und Morbidität dokumentiert, hauptsächlich aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und zweiten Krebserkrankungen. Insbesondere wurde gezeigt, dass die kardiale Sterblichkeit 5-mal höher, die kardiale Morbidität 2- bis 6-mal höher und die Inzidenz von Zweitkrebserkrankungen 8-mal höher bei Krebsüberlebenden im Kindesalter im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung oder Geschwistern ist. Aufgrund des jungen Alters bei Diagnosestellung und der entsprechend langen Lebenserwartung pädiatrischer Patienten ist der Einfluss von Spätfolgen auf die Lebensqualität, Morbidität und letztlich Mortalität der Patienten nicht trivial.

Strahlentherapieinduzierte Spätfolgen sind schwerwiegend, aber schwer zu beurteilen und zu quantifizieren, da sie spät auftreten und daher oft die Ergebnisse von Behandlungsschemata sind, die heute als veraltet gelten. Allerdings wird das Risiko strahleninduzierter Spätfolgen bekanntermaßen sowohl von der Strahlendosis als auch von der Menge des bestrahlten Gewebes beeinflusst. Bei Erwachsenen wurden konformere Bestrahlungstechniken und Atmungsanpassungen eingeführt, um die Bestrahlung der umgebenden gesunden Organe zu begrenzen. Bei der Behandlung von pädiatrischen Patienten gab es jedoch Zurückhaltung bei der Einführung neuer Bestrahlungstechniken, da für diese neuen Techniken keine Daten zu Spätfolgen verfügbar sind und aus Angst vor einer geringen Befolgung der Beatmungsanweisungen.

Deep Inspiration Breath Hold (DIBH) ist eine einfache Strahlentherapietechnik, die einen dramatischen Einfluss auf Spätfolgen bei Kindern haben könnte. Bei DIBH wird die Strahlentherapie verabreicht, während der Patient die Luft anhält (definiert als 4 bis 6 aufeinanderfolgende Atemanhalte von ≥ 20 Sekunden). Bei tiefer Inspiration wird die Anatomie des Patienten verändert und Bildartefakte durch Atembewegungen werden verringert, da sich die Organe nicht bewegen. Die Strahlentherapie bei DIBH kann die Bestrahlung des Herzens, der Brust und der Lunge reduzieren, ohne die dem Tumor zugeführte Strahlendosis zu beeinträchtigen und ohne Beeinträchtigung anderer gesunder Organe. Außerdem ist die Technik einfach und kostengünstig. DIBH wird weltweit bei erwachsenen Patientinnen mit linksseitigem Brustkrebs und mit mediastinalem Lymphom eingesetzt, um das Risiko strahleninduzierter Spätfolgen zu minimieren.

Die Abteilung für Radioonkologie des Rigshospitalet hat Pionierarbeit bei der Anwendung von DIBH bei der Behandlung von Patienten mit Brustkrebs und mediastinalem Lymphom geleistet [Korreman et al., Pedersen et al.] und testet derzeit prospektiv die DIBH-Technik in einer gebrechlicheren Lungenpopulation Krebspatienten. Die Abteilung verfügt über umfangreiche Erfahrung in der täglichen Entbindung und Patientenbetreuung erwachsener Patienten. Während die Erfahrung mehrerer Zentren bestätigt, dass die Compliance erwachsener Patienten mit DIBH ausgezeichnet ist, liegen keine Berichte über die Anwendbarkeit von DIBH bei pädiatrischen Patienten vor, insbesondere bei sehr jungen Patienten.

Die Forscher gehen davon aus, dass TEDDI eine durchführbare und reproduzierbare Strategie ist, die bei pädiatrischen Patienten, die zur Strahlentherapie von Tumoren im Thorax oder Abdomen überwiesen werden, zu einer 25-prozentigen Reduzierung der mittleren Strahlendosis für das Herz führen wird. Dies gilt voraussichtlich für alle pädiatrischen Patienten, unabhängig vom Alter.

Durch TEDDI zielen die Ermittler insbesondere darauf ab:

• Schätzen Sie den dosimetrischen Nutzen der Strahlentherapie mit DIBH im Vergleich zur freien Atmung bei pädiatrischen Patienten ab.
• Etablieren Sie die Compliance von DIBH bei pädiatrischen Patienten in allen Altersgruppen.
• Bestimmen Sie, ob DIBH eine genaue und reproduzierbare Strategie für pädiatrische Patienten ist.

Zentrale Forschungsfragen:

1. Wie groß ist der dosimetrische Vorteil der DIBH im Vergleich zur Strahlentherapie bei freier Atmung? Bei erwachsenen Patienten mit Brustkrebs, malignem Lymphom und Lungenkrebs senkt die bei DIBH durchgeführte Strahlentherapie im Vergleich zur freien Atmung die Dosis für Herz, Lunge und Magen signifikant. Allerdings sind bei sehr jungen Patienten die anatomischen Veränderungen (d.h. Inflation der Lunge, verstärkte Trennung von Herz und Tumor) weniger ausgeprägt sein als bei Erwachsenen, wodurch der dosimetrische Vorteil von DIBH beeinträchtigt wird.

   Hypothese 1 (H1): Für mehr als 75 % der Patienten ist die Behandlung bei DIBH der Behandlung bei freier Atmung dosimetrisch überlegen.

2. Wird DIBH von pädiatrischen Patienten während der gesamten Behandlung gut vertragen? Derzeit ist das Informationsmaterial zu DIBH und dem visuellen Feedback-Equipment (bestehend aus einer Videobrille) für erwachsene Patienten konzipiert und ausgerichtet. In TEDDI werden alle Aspekte des aktuellen DIBH-Workflows angepasst, um eine komfortable Umgebung für pädiatrische Patienten bereitzustellen. Basierend auf vorläufigen Tests an gesunden Probanden sind Kinder ab 5 Jahren in der Lage, die DIBH-Anweisungen zu befolgen, die von der vorliegenden visuellen Feedback-Ausrüstung gegeben werden.

   Hypothese 2 (H2): Über 90 % der pädiatrischen Patienten, die älter als 5 Jahre sind, können während ihrer Strahlentherapie eine stabile und angenehme DIBH (in Form von 4 bis 6 aufeinanderfolgenden Atemanhalten von ≥ 20 Sekunden) durchführen.

3. Kann die verschriebene Strahlendosis bei DIBH genau und reproduzierbar an den Tumor abgegeben werden? Die Interfraktionsüberwachung stellt eine zuverlässige Behandlung zwischen den Behandlungstagen mit dem RPM-System sicher, und die Intrafraktionsüberwachung bewertet die Stabilität der Patientenpositionierung/des Atemanhaltens während der Behandlung. Die Bildaufnahmeparameter werden optimiert, um eine ausreichende Bildqualität bei geringstmöglicher Strahlenbelastung zu liefern.

Hypothese 3 (H3): Die Tumorposition wird von Tag zu Tag sowie von Atemanhalten zu Atemanhalten reproduzierbar sein. Positionsabweichungen betragen über den gesamten Behandlungsverlauf weniger als 5 mm.

Behandlungsplanung:

Die gesamte diagnostische Bildgebung während der Behandlung und Behandlungsplanung wird gemäß den nationalen Richtlinien (gemäß Krebsdiagnose) durchgeführt. Für die Strahlentherapieplanung wird bei jedem Patienten ein Planungs-CT in DIBH sowie bei freier Atmung durchgeführt. Bei beiden Scans werden das Bruttotumorvolumen (GTV), das klinische Zielvolumen (CTV), das das für normales Gewebe angepasste GTV umfasst, und das Planungszielvolumen (PTV), das das CTV einschließlich einer Planungsspanne ist, definiert. Alle relevanten, gesunden und strahlengefährdeten Organe werden konturiert (z. Herz, weibliche Brust, Lunge, Speiseröhre, Schilddrüse, Speicheldrüsen, Rückenmark, Knochenmark, Magen, Milz, Nieren, Leber). Es werden ein DIBH- und ein Freiatmungs-Strahlentherapieplan berechnet, beide mit ähnlichen Planungszielen für den Tumor und die Risikoorgane. Alle DIBH-Behandlungspläne werden so konzipiert, dass die Anzahl der Atemanhalte pro Fraktion so gering wie vernünftigerweise erreichbar ist (einschließlich Bildführung), um den Patientenkomfort zu gewährleisten.

Wann immer eine PET-Untersuchung als integraler Bestandteil der Strahlentherapieplanung betrachtet wird, sollte eine PET-Untersuchung auch in der Behandlungsposition sowohl bei DIBH als auch bei freier Atmung für eine optimale Bildfusion durchgeführt werden. Für Institutionen, bei denen dies nicht möglich ist, ist die Teilnahme an TEDDI jedoch weiterhin möglich.

Behandlungsdurchführung:

Patienten werden in DIBH behandelt, wenn der berechnete Behandlungsplan in DIBH dem Behandlungsplan in freier Atmung hinsichtlich der niedrigsten Gesamtdosis für die Risikoorgane bei Aufrechterhaltung einer akzeptablen Tumorabdeckung überlegen ist. Die Abdeckung von CTV und PTV hat gemäß den ICRU83-Richtlinien höchste Priorität.

Nachverfolgen:

Die Aufnahme in TEDDI hat keinen Einfluss auf das standardmäßige Nachsorgeprogramm für pädiatrische Patienten, das diagnosespezifisch ist.