Untersuchung von strahleninduzierten Verletzungen der Atemwege und Lungengefäße bei der stereotaktischen ablativen Körperstrahlentherapie (SABR) der Lunge

Wir werden eine prospektive klinische Studie mit bis zu 40 Patienten mit nicht-kleinzelligem Lungenkrebs (nSCLC) durchführen, um Dosisschwellenwerte für zentrale und periphere BSS-Elemente zu bestimmen. Der Arbeitsablauf ist in Abb. 4 dargestellt. Die gesamte Bildgebung wird unter Bewegungssteuerung (z. B. mit oder ohne abdominale Kompression) durchgeführt, die als Atmung mit einer resultierenden Bewegung von [weniger als gleich] 5 mm durch Fluoroskopie definiert wird. Vor der 4DCT-Simulation wird eine Fluoroskopie mit einem eigenständigen System verwendet, um die Bewegung unter Bedingungen der freien Atmung zu beurteilen. Für diejenigen mit inhärenter Bewegung [weniger als gleich] 5 mm ist keine Bewegungsmanipulation erforderlich (dh Bewegung wird gesteuert). Bei Patienten mit einer Bewegung von [mehr als] 5 mm ist es üblich, eine zunehmend stärkere abdominale Kompression anzuwenden, die über ein handelsübliches Gerät oder einen pneumatischen Gürtel angelegt wird, bis die ateminduzierte Tumorbewegung, wie unter Fluoroskopie zu sehen, [weniger als] 5 mm beträgt. Anschließend wird ein 4DCT-Scan mit Bewegungssteuerung aufgenommen.

In dieser Studie wird von jedem Patienten unmittelbar vor oder nach dem 4DCT-Scan ein hochauflösender CT-Scan mit angehaltenem Atem (BHCT) durchgeführt. Mit LungPoint, einer virtuellen Bronchoskopie-Software, werden einzelne BSS automatisch aus dem BHCT segmentiert, basierend auf einer von Netter beschriebenen Nomenklatur gekennzeichnet und als Digital Imaging and Communications in Medicine Radiation Therapy (DiCoMRT)-Objekte in das Planungssystem exportiert. Das BHCT wird für jede Phase des 4DCT verformbar registriert, um zehn hochauflösende CT-Volumen zu erzeugen, die zehn Atmungsphasen entsprechen. Durch die Erfassung sowohl des BHCT als auch des 4DCT unter Bewegungssteuerung wird sichergestellt, dass die Anatomie konsistent verformt wird, um Bildregistrierungsfehler zu minimieren. Die automatisch deformierten Konturen, insbesondere bei kleineren BSS-Elementen, werden von einem Radioonkologen manuell überprüft und gegebenenfalls korrigiert. Aus den verformten BHCT-Volumen wird ein hochauflösendes Maximum Intensity Projection (MiP)-Bild erstellt, um das Ausmaß der ateminduzierten Bewegung für jede Struktur in der Lunge zu erfassen. Die hohe räumliche Auflösung des MiP stellt sicher, dass die Atembewegung kleinerer, periphererer BSS-Segmente genau erfasst wird. Die Dosis zu BSS-Elementen aus dem klinischen SabR-Plan (erstellt ohne Berücksichtigung von BSS) wird aus dem hochauflösenden MiP mithilfe des acuros-Dosisberechnungsalgorithmus berechnet. Dieser Algorithmus berücksichtigt genau die Dosis für kleine Strukturen und Gewebeinhomogenitäten und wurde umfassend für die Strahlentherapie der Lunge validiert.

8-12 Monate nach SabR wird von jedem Patienten ein hochauflösendes BHCT (ebenfalls unter Bewegungssteuerung) zur Nachverfolgung erfasst, und BSS-Elemente werden in LungPointRT segmentiert. Ein Radioonkologe vergleicht die Prä- und Post-SabR-Konturen, um den segmentalen Kollaps zu bestimmen. Es werden univariate und multivariate schrittweise verallgemeinerte Schätzgleichungsanalysen (Gee) durchgeführt, um signifikante Faktoren zu identifizieren, die zum BSS-Kollaps beitragen, wobei die Korrelation innerhalb des Patienten bei jedem nSCLC-Patienten berücksichtigt wird. Die aus diesen Analysen gewonnenen Erkenntnisse werden verwendet, um Dosisschwellenwerte für BSS-Segmente zu formulieren. Für jedes Segment berechnen wir die Wahrscheinlichkeit eines segmentalen Zusammenbruchs als Funktion der Dosis Cs(D) und weisen auch ein Gewicht [und] #955;s zu. Dieses Gewicht basiert auf den Ergebnissen von Ziel 2 und ist proportional zum funktionellen Lungenvolumen, das von diesem Segment [Zitat]versorgt[Zitat] wird. Dieses Gewichtungsschema stellt sicher, dass die Dosisschwellenwerte (DT) konservativer festgelegt werden, d. h. mit relativ niedrigeren Cs(DT) für die kritischeren BSS-Segmente und umgekehrt.