Navigazione del catetere interstiziale a guida elettromagnetica per la brachiterapia ginecologica (E-MINT)

Il cancro cervicale pone un problema di salute locale e globale significativo. Nel 2017 si prevedeva che oltre 1.500 donne canadesi avrebbero sviluppato il cancro cervicale e altre 400 sarebbero morte a causa della malattia. I tassi di cancro cervicale sono costantemente diminuiti nelle nazioni sviluppate in gran parte a causa del regolare screening ginecologico e dei programmi pubblici di vaccinazione contro il papillomavirus umano; tuttavia, la malattia rappresenta fino al 12% di tutte le diagnosi di cancro femminile nei paesi in via di sviluppo e rappresenta un onere sproporzionato per le donne aborigene in tutto il Canada. Molto lavoro deve essere fatto per affrontare le disparità nella cura e nel trattamento del cancro cervicale, sia in Canada che nel mondo.

Lo stadio FIGO IA - IB1 è considerato una malattia localizzata e trattata principalmente con la chirurgia. A differenza della malattia allo stadio iniziale, i tumori che si estendono per più di 4 cm e oltre la cervice sono considerati localmente avanzati. Lo standard di cura per il carcinoma cervicale localmente avanzato definito come stadio FIGO IB2 - IVA è la radioterapia a fasci esterni con chemioterapia concomitante seguita da brachiterapia.

La brachiterapia è una componente cruciale della gestione terapeutica che ha dimostrato di essere associata a un migliore controllo locale. La brachiterapia ad alto dosaggio prevede il trattamento della malattia voluminosa locale utilizzando una fonte di iridio-192 caricata a distanza. L'erogazione della brachiterapia sfrutta la rapida riduzione della dose, consentendo alla pelvi centrale di ricevere una dose molto elevata risparmiando la vescica, il retto, il sigma e l'intestino tenue. Questa escalation della dose va oltre ciò che è convenzionalmente ottenibile utilizzando metodi di radioterapia esterna. Più specificamente, la brachiterapia adattativa guidata da immagini che impiega applicatori intracavitari consente l'ottimizzazione della dose e migliora la copertura della dose target per tumori di dimensioni limitate.

Gli applicatori intracavitari si sono dimostrati adeguati per coprire piccoli tumori simmetrici inferiori a 30 cc. Tuttavia, per tumori asimmetrici grandi o complessi con/senza coinvolgimento vaginale non sono sufficienti a coprire il bersaglio rispettando le normali tolleranze tissutali. Per compensare queste limitazioni, sono stati ottenuti miglioramenti nel controllo locale utilizzando una tecnica combinata interstiziale e intracavitaria per i tumori più grandi. Gli applicatori combinati intracavitari e interstiziali sono stati progettati per colpire i tumori che non sono adeguatamente coperti dai soli applicatori intracavitari. L'aggiunta della tecnica interstiziale comporta l'inserimento di cateteri nel tumore consentendo una maggiore conformità della dose e un normale risparmio di tessuto. Questa tecnica combinata si è dimostrata efficace nei tumori di grandi dimensioni con ampio coinvolgimento dei parametri e nei casi con topografia sfavorevole. Impiegando questa tecnica combinata, la brachiterapia adattiva guidata dall'immagine interstiziale basata sul perineo consente di erogare dosi più elevate al volume target clinico ad alto rischio senza aumentare la dose alla vescica, al retto o al sigma.

Il flusso di lavoro combinato della brachiterapia interstiziale e intracavitaria per il carcinoma cervicale localmente avanzato presso l'Odette Cancer Center consiste tipicamente in quattro frazioni di trattamento. Il flusso di lavoro inizia con una valutazione MRI pre-brachiterapica che viene eseguita prima del trattamento brachiterapico per assistere nella pianificazione preliminare della profondità e della posizione del catetere. Al momento di questa risonanza magnetica il paziente avrà un cilindro vaginale in posizione. 1-2 settimane dopo la risonanza magnetica, vengono eseguiti l'impianto e il trattamento. Prima della procedura di impianto, alla paziente viene somministrata una leggera sedazione e un anestetico spinale, successivamente viene inserito nella paziente un cilindro vaginale (Best Medical Systems, Inc, Springfield VA). Una mascherina perineale che contiene un'apertura centrale viene inserita nel cilindro vaginale. Il modello viene quindi fatto avanzare fino a quando non si trova in apposizione sul perineo del paziente. I cateteri di plastica (6F 24 cm) contenenti stiletti metallici vengono inseriti attraverso la mascherina e lungo le scanalature del cilindro vaginale, penetrando rispettivamente nel perineo e nella vagina. Il numero, la posizione e la profondità dei cateteri utilizzati si basano sulla valutazione MRI pre-brachiterapica. Dopo la procedura di impianto, il modello viene suturato al paziente e il paziente viene trasferito in una sala MRI dove viene acquisita un'immagine della sua anatomia con i cateteri e gli applicatori in posizione. Il paziente viene quindi inviato per una scansione TC che deve essere utilizzata per la pianificazione del trattamento.

La pianificazione del trattamento prevede la registrazione dei set di dati TC e RM. Le immagini RM vengono utilizzate per identificare gli organi dei tessuti molli a rischio e gli obiettivi. La TC viene utilizzata per identificare i cateteri impiantati nel paziente. Utilizzando la conoscenza della posizione dell'applicatore/catetere rispetto ai bersagli e agli organi a rischio, viene progettata una distribuzione della dose per colpire il cancro risparmiando il tessuto normale. Lo stesso giorno dell'impianto, viene erogata una frazione di trattamento e il paziente viene ricoverato durante la notte. Il giorno successivo il paziente può come standard di cura, a seconda dell'indicazione clinica, essere sottoposto a una o due frazioni aggiuntive, separate da almeno 6 ore. Una settimana dopo si ripeterà lo stesso procedimento per le prime due frazioni per le restanti due frazioni.

Durante l'inserimento dei cateteri, è stato riconosciuto che essi possono convergere o divergere mentre perforano i tessuti rigidi lungo il percorso di impianto. Senza un'adeguata guida dell'immagine, un impianto interstiziale guidato da modello potrebbe comportare un aumento del rischio di complicanze dei tessuti normali. La guida per immagini in tempo reale per l'inserimento del catetere dipende dall'istituzione, presso l'Odette Cancer Center l'ecografia transaddominale viene utilizzata per il posizionamento del tandem e più recentemente l'ecografia transrettale è stata studiata per il posizionamento del catetere. Altre forme di guida del catetere in tempo reale utilizzate in diversi centri includono la fluoroscopia, la tomografia computerizzata (TC) e la risonanza magnetica (MRI).

È stato riportato che la qualità degli impianti di brachiterapia interstiziale è un importante fattore predittivo per il controllo locale e la tossicità tardiva. La qualità dell'impianto dipende dalla geometria dei cateteri e la guida per immagini in tempo reale per la brachiterapia cervicale interstiziale è marcatamente carente.

Presso l'Odette Cancer Center è stato condotto uno studio su quattro pazienti per caratterizzare la quantità di deflessione e angolazione del catetere durante la brachiterapia interstiziale ginecologica ad alto dosaggio. I risultati di questo studio hanno dimostrato che il valore medio della massima deflessione del catetere a livello del GTV era di 9,1 mm +/- 3,2 mm (range 3,0 - 18,4 mm) e può avvicinarsi fino a 2 cm a livello del GTV. Sebbene la deflessione del catetere osservata in questo studio non abbia comportato alcun impatto dosimetrico significativo, la dimensione del campione era piccola e gli autori dello studio hanno suggerito che potrebbero essere necessarie ulteriori indagini sulla guida del catetere in tempo reale per alleviare questa deviazione per prevenire una qualità del piano non ottimale.

Il tracciamento elettromagnetico può ridurre al minimo le incertezze relative alla qualità dell'impianto. Il funzionamento di un dispositivo di tracciamento elettromagnetico dipende da un generatore di campo che produce un campo magnetico che si estende attraverso l'anatomia di interesse. Il sensore tracciato in questo sistema induce una tensione dipendente dalla distanza che viene utilizzata per determinare la posizione spaziale del sensore all'interno del volume di interesse. Questa tecnologia è ampiamente utilizzata nella pratica clinica, esempi includono interventi chirurgici, guida di biopsie e monitoraggio del movimento.

La navigazione elettromagnetica può essere incorporata nel flusso di lavoro della brachiterapia interstiziale cervicale come forma di guida del catetere in tempo reale. Incorporando questa guida nel flusso di lavoro attuale, è possibile ottenere un grado più elevato di accuratezza nel posizionamento del catetere quando utilizzato in combinazione con la brachiterapia guidata da immagini. Questo studio cerca di valutare l'efficacia della navigazione elettromagnetica sul flusso di lavoro brachiterapico guidato da immagini della cervice interstiziale basato sul perineo come parte di uno studio clinico di fase I.