Imágenes biológicas para optimizar el contorno del volumen objetivo clínico (CTV) y el volumen tumoral macroscópico (GTV) en el cáncer de próstata para mejorar las posibilidades de aumento de dosis de radioterapia de intensidad modulada (IMRT)

Propuesta:

Investigar las posibilidades de mejorar la delineación del Volumen objetivo clínico (CTV) y el Volumen tumoral bruto (GTV) mediante el uso de las últimas modalidades de imágenes biológicas en 15 pacientes con cáncer de próstata. Nuestro objetivo final es establecer nuevas definiciones de GTV y CTV y redefinir la elección de los márgenes de irradiación en radioterapia de intensidad modulada (IMRT) para el cáncer de próstata. Además, intente traducir los datos de imágenes funcionales en un plan de IMRT de Tomoterapia.

Razón fundamental:

Los resultados del tratamiento después de la irradiación de haz externo con dosis estándar del cáncer de próstata localmente avanzado son insuficientes. Según las series RTOG-8531, RTOG-8610 y EORTC sobre tumores T1 a T4, la supervivencia general a los 5 años oscila entre el 60 y el 73 % y la supervivencia libre de enfermedad a los 5 años oscila entre el 15 y el 67 %.

El control local puede mejorarse mediante la supresión adyuvante de andrógenos, la supervivencia libre de enfermedad a 5 años aumenta significativamente a 36 - 89%. Desafortunadamente, la supresión de andrógenos deteriora significativamente la calidad de vida.

El aumento de la dosis de irradiación también mejora el control local. Sin embargo, la toxicidad local, especialmente las complicaciones rectales y vesicales, restringen la dosis que se puede administrar con la irradiación conformada de haz externo con márgenes de incertidumbre basados ​​en la población. La inexactitud de la configuración y el movimiento de los órganos determinan los márgenes de irradiación necesarios. Técnicas modernas de verificación de posición, p. el uso de marcadores fiduciales en la próstata en combinación con técnicas de imagen de megavoltaje, permiten una reducción de los márgenes y ofrecen la posibilidad de escalar la dosis en la próstata. Los estudios de IMRT han utilizado estas sofisticadas técnicas de verificación de posición y este enfoque parece factible. Se puede esperar una reducción adicional de los márgenes y, por lo tanto, un posible aumento adicional de la dosis de radiación, al mejorar la delimitación del contorno de la próstata. Se pueden realizar estudios de imagen para delinear estructuras anatómicas o procesos biológicos dentro de la lesión maligna intraprostática.

La tomografía computarizada se usa comúnmente para delinear la anatomía, según los primeros estudios. Aunque la calidad de la imagen ha mejorado gradualmente, desafortunadamente, la TC aún sobreestima severamente el volumen de la próstata. Además, Teh et al encontraron en 712 pacientes sometidos a prostatectomía grandes diferencias medias entre las estimaciones basadas en TC de GTV y PTV y el volumen patológico de la próstata (PPV). Rasch et al encontraron una relación promedio entre los volúmenes de CT y MRI de 1.4. Además, la técnica de resonancia magnética mejoró y ahora produce una calidad de imagen mucho mejor, p. aumentando Tesla, utilizando las bobinas de matriz en fase actuales y utilizando un grosor de corte más delgado. La precisión de la detección de la extensión extracapsular en el carcinoma de próstata con imágenes de RM endorrectal y con bobina de matriz en fase alcanza el 77 % para los lectores experimentados. En conclusión, la RM es superior a la TC en el contorno del GTV, pero la RM sola (usando T1 SE y T2 TSE combinados) puede no ser suficiente para la visualización del GTV. Se espera que las imágenes biológicas mejoren aún más la delineación de GTV. Dentro del GTV, se hará visible un volumen objetivo biológico (BTV), que puede mejorar aún más la eficacia de la radioterapia contra el cáncer.

En imágenes biológicas, el uso de las diferentes técnicas de imágenes aún no se ha explorado. Actualmente, hay dos temas de importancia. El primer tema es la perfusión. En el cáncer de próstata, el grado de vascularización parece correlacionarse con el comportamiento agresivo y el riesgo de metástasis. En el cáncer de próstata existen aproximadamente dos veces más microvasos en el tejido maligno en comparación con los tejidos normales. Además, en los tejidos benignos los capilares están restringidos en su mayor parte al estroma periglandular inmediatamente adyacente al epitelio, mientras que la distribución en el carcinoma parece ser más aleatoria. Se ha demostrado que las diferencias en la perfusión se correlacionan con áreas activas de cáncer de próstata. La resonancia magnética con contraste dinámico puede mostrar la densidad de microvasos (MVD) en la próstata. En segundo lugar está la actividad metabólica en el cáncer de próstata. Las proporciones de colina y creatina (valor normal 0,22 +/- 0,13 ppm) revelan tejido de cáncer de próstata metabólicamente activo. El aumento de colina y/o un citrato reducido indican cáncer de próstata. La proporción de colina y creatina a citrato está relacionada con la puntuación de Gleason del tumor. En conclusión, la RM y la MRS permiten una evaluación estructural y metabólica combinada de la ubicación, la agresividad y el estadio del cáncer de próstata. Lo mismo podría realizarse utilizando TC y PET combinados. Sutinen et al encontraron una evidencia clara para detectar áreas con [11C] colina en el cáncer de próstata usando PET. Hasta donde sabemos, no existen datos que comparen [11C] colina PET y MRS en el cáncer de próstata. La tecnología para imágenes biológicas permanece en evolución y se pueden esperar avances continuos en precisión.

Por lo tanto, dadas las insuficiencias actuales en el estado del arte para definir GTV y CTV en el cáncer de próstata, proponemos un estudio sobre la visualización de la próstata utilizando las últimas modalidades de imágenes anatómicas y biológicas (metabólicas). Es probable que la combinación de la información de diferentes técnicas de imagen mediante la introducción de un BTV y mediante la fusión de imágenes mejore la delineación de CTV y GTV. Esto nos permitirá redefinir la elección de los márgenes. Finalmente, esto dará como resultado un plan de IMRT mejorado, donde el objetivo final es la pintura de dosis y el aumento de dosis del GTV. Esto cumple con la opinión actual sobre el desarrollo de la radiación. Es probable que el progreso en la imaginología funcional proporcione las herramientas necesarias para la radioterapia individualizada adaptada al riesgo.

Al introducir un BTV dentro del GTV, se puede utilizar una delimitación de CTV no uniforme y, por lo tanto, se pueden minimizar los márgenes. Esto permite una mayor escalada de la dosis. La inexactitud de la configuración y el movimiento de los órganos determinan aún más los márgenes de irradiación necesarios. Por lo tanto, controlar la variabilidad de posición día a día junto con la entrega de irradiación conformal optimizada serán los próximos objetivos a establecer. La tomoterapia helicoidal es un enfoque novedoso para la administración de radiación para el tratamiento del cáncer, que podrá hacer ambas cosas. Se basa en un acelerador lineal de 6 MV para fines de tratamiento y una tomografía computarizada de 3,5 MV para fines de imagen. Ambos están montados en un pórtico de anillo que gira alrededor del paciente a medida que avanza por el anillo. Un colimador de 64 hojas define el haz de abanico de radiación. En un estudio teórico, los planes de tomoterapia helicoidal requerían una interacción mínima del operador y dieron como resultado una excelente preservación de las estructuras normales en la IMRT de próstata. Por lo tanto, en este estudio también proponemos fusionar los datos de imágenes anatómicas y biológicas con una Tomoterapia MV-CT y hacer un plan de Tomoterapia IMRT inversa. Este ejercicio de planificación precederá a un estudio de viabilidad sobre imágenes funcionales y radioterapia adaptada al día a día individualizada mediante Tomoterapia.

Hipótesis:

• Será posible, utilizando datos de imágenes biológicas (MRS) y datos de imágenes anatómicas (TC y MRI), definir un BTV dentro del GTV.
• Al introducir un BTV dentro del GTV, se puede utilizar una delimitación de CTV no uniforme y se pueden minimizar los márgenes.
• Será posible traducir los datos de imágenes anatómicas y biológicas fusionadas en un plan de IMRT de tomoterapia clínicamente suficiente.

Pacientes y métodos:

Los pacientes que van a recibir irradiación de haz externo para el cáncer de próstata (etapa T1-4 N0/x M0), preferiblemente no tratados con antiandrógenos y sin prótesis de cadera metálica, serán invitados a participar en este estudio piloto. El estudio se realizará en 15 pacientes que recibirán imágenes además del tratamiento de irradiación.

Antes del inicio del tratamiento, los pacientes recibirán una resonancia magnética 3T (T1 SE y T2 TSE), una MRS que determina los niveles de colina creatina en la próstata. Además, se realizará un MV-CT como paso previo a futuros estudios de verificación de posición. Se compararán todas las imágenes (CT, MRI y MRS). Estos datos combinados se utilizarán para determinar un plan de IMRT de tomoterapia óptimo.

Los pacientes serán tratados de acuerdo con el protocolo actual del departamento. Este estudio es solo un estudio de planificación de imágenes/tratamiento. No se realizarán cambios en el tratamiento en función del conjunto de datos de imágenes obtenidos. El riesgo para los pacientes será insignificante. Del MV-CT aproximadamente 1 cGy. La resonancia magnética se realizará sin contraste (por lo tanto, no hay resonancia magnética realzada con gadolinio dinámica para evaluar la distribución de la perfusión) para limitar la carga y el riesgo del paciente. Con respecto a la dosis de irradiación total de 7200 a 8200 cGy al paciente, este riesgo adicional es insignificante. El tiempo de espera actual para que el paciente comience con la radioterapia es de aproximadamente 5 a 6 semanas. En este tiempo de espera se realizarán los estudios de imagen, por lo que la participación en el estudio no supondrá ningún retraso en el tratamiento del paciente. La exploración MV-CT tardará aproximadamente 30 minutos en realizarse y la combinación de MRI/MRS aproximadamente 1 hora.

El Cross Cancer Institute en Edmonton facilita todas las técnicas de imagen necesarias: una resonancia magnética 3T, MRS y una unidad de tomoterapia helicoidal (TomoTherapy Inc., Madison).

No es necesario determinar la especificidad y precisión de las modalidades de imagen. Las imágenes aquí solo pretenden ayudar a determinar las áreas metabólicas y anatómicas del tumor en la próstata. La falta de una parte del tumor no es un problema todavía porque toda la próstata está siendo tratada con la dosis mínima requerida. La sobredosis en el tejido de la próstata no es un problema clínico.