Bewertung der Wirksamkeit der stereotaktischen CyberKnife-Radiochirurgie bei Wirbelsäulentumoren

Wirbelsäulentumoren können Metastasen oder Primärtumoren sein; Erstere sind häufiger. Etwa 40 % der Krebspatienten haben Wirbelsäulenmetastasen. Primärer Wirbelsäulentumor ist relativ selten und macht nur etwa 8 % der Wirbelsäulentumoren aus. Sowohl bei Metastasen als auch bei Primärtumoren ist das Ziel der Behandlung, Schmerzen zu lindern, die neurologische Funktion zu erhalten oder zu verbessern und die Wirbelsäulenstabilität zu erhalten oder wiederherzustellen.

Bei Patienten, die sich keiner Operation unterziehen können oder nach der Operation eine zusätzliche Behandlung benötigen, kann die Strahlentherapie Schmerzen lindern, das Überleben verlängern, die Erfolgsrate der Operation verbessern und das Risiko von Metastasen und Rezidiven verringern. Die komplexe Anatomie der Wirbelsäule und die zahlreichen wichtigen Organe um sie herum machen die Strahlenbehandlung jedoch zu einer Herausforderung. Zur langfristigen Kontrolle des Tumors und zur Vorbeugung einer Instabilität der Wirbelsäule ist eine Hochdosis-Strahlentherapie erforderlich; Dies ist jedoch mit der herkömmlichen Strahlentherapie aufgrund des Vorhandenseins des strahlenempfindlichen Rückenmarks nicht möglich. Die Ergebnisse sind daher bei großen und komplexen Läsionen tendenziell schlecht. Das CyberKnife – eine Plattform für stereotaktische Strahlentherapie (SBRT), die einen leichten Linearbeschleuniger, einen Roboterarm, ein Bildgebungssystem und ein Atmungsverfolgungssystem kombiniert – bietet einen praktikablen Ansatz. Es kann eine Behandlung mit Submillimeter-Präzision unter Bildgebungsführung erreichen.

Derzeit wird die Wirksamkeit der CyberKnife-Radiochirurgie bei Wirbelsäulentumoren durch die Beurteilung von Bildgebungsänderungen, Linderung klinischer Symptome und Nadelbiopsie entschieden, aber alle diese Methoden haben Einschränkungen. Bei der Bildgebung wird beispielsweise die Veränderung des Läsionsvolumens verwendet, um die Tumorregression zu beurteilen, aber die Größe eines Wirbelsäulentumors ist nicht einfach zu messen, und außerdem kann die Abnahme des Tumorvolumens nach der Behandlung einige Zeit in Anspruch nehmen . Signalintensitätsänderungen nach der Behandlung in T1-gewichteten und T2-gewichteten Sequenzen der konventionellen Magnetresonanztomographie (MRT) sind schwer zu interpretieren, und ihre Beziehung zur Wirksamkeit der Behandlung ist ebenfalls nicht klar.

Im Allgemeinen treten Veränderungen in der mikroskopischen Struktur und der biologischen Aktivität des Tumors viel früher auf als Veränderungen in der groben Morphologie. Die funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) kann daher zur Beurteilung des Therapieansprechens nützlicher sein als die konventionelle MRT. In der fMRT spiegeln Sequenzen wie die diffusionsgewichtete Bildgebung (DWI), die dynamische kontrastverstärkte MRT (DCE-MRI) und die Diffusionskurtosis-Bildgebung (DKI) funktionelle Informationen von Geweben aus verschiedenen Perspektiven wider.

Die Anwendung der Technologie der künstlichen Intelligenz zur Analyse medizinischer Bildgebungsdaten ist heute ein Gebiet intensiver Forschung. Diese neue Methode namens Radiomics kann bei der Lösung vieler schwieriger klinischer Probleme helfen. Durch das Extrahieren einer großen Anzahl hochrepräsentativer quantitativer Bildgebungsmerkmale aus medizinischen Hochdurchsatz-Bilddaten kann Radiomics bei der Bewertung der Behandlungswirksamkeit und der Vorhersage der Prognose von Wirbelsäulentumoren helfen.

Die Forscher beabsichtigen, die Verwendung der Kombination aus fMRI und Radiomics zur Bewertung der Wirksamkeit der CyberKnife-Radiochirurgie bei Wirbelsäulentumoren zu untersuchen. Das Verfahren wird in der Lage sein, sowohl Volumen- als auch funktionelle Veränderungen des Tumors zu bewerten und somit wichtige Informationen für die Planung individueller Therapiepläne für Patienten mit Wirbelsäulentumoren zu liefern.