수술 불가능한 비소세포폐암에 대한 다중 저산소증 영상 및 강도 조절 방사선 요법 (HIL)

HIL 시험은 독일 암 연구 센터(DKFZ)의 임상 협력 유닛 방사선 종양학, DKFZ의 임상 협력 유닛 핵 의학, DKFZ의 방사선과 및 방사선 종양학과의 연구 개시자들에 의해 설계되었습니다. 대학 클리닉 하이델베르크. 시험은 University Clinic Heidelberg의 방사선 종양학과와 협력하여 DKFZ에서 수행됩니다.

이 연구의 목적은 강도 변조 방사선 요법(IMRT)으로 치료받은 III기 NSCLC 환자의 종양 저산소증 이미징을 위한 18F-FMISO dPET-CT와 기능적 MRI의 상관관계를 특성화하고 방사선 치료 중 종양 산소화의 변화를 평가하는 것입니다. 목적에는 IMRT로 치료받은 NSCLC 환자의 국소 제어, 무진행 생존 및 전체 생존을 위한 다중 모드 저산소증 영상의 예후 가치 평가가 포함됩니다.

이 연구는 수술 불가능한 3기 NSCLC 환자 15명을 대상으로 하는 단일 센터 파일럿 시험으로 설계되었습니다. 포함 기준을 충족하는 환자는 강도 조절 방사선 요법(IMRT)으로 치료됩니다. 모든 환자는 치료 전, 방사선 요법 5주차 및 치료 후 6주차에 일련의 18F-FMISO dPET-CT 및 기능적 MRI를 받습니다.

적격 환자에게 가능한 이점과 위험이 있는 임상시험 참여에 대해 알리고 서면 동의를 얻습니다. 흉부 CT 스캔, 복부 초음파 및 18F-FDG dPET-CT 스캔을 수행하여 병기 결정을 완료합니다.

진공 매트리스에 고정한 후 4차원 호흡 트리거링을 포함하는 조영 증강 흉부 CT 스캔을 수행합니다. CT 데이터는 기록된 호흡 신호와 동기화되고 호흡 주기 동안 흉부 장기 및 종양의 움직임을 평가하기 위해 4차원 재구성이 수행됩니다. 4D-CT 데이터 세트를 기반으로 방사선 치료 계획은 역 계획으로 수행됩니다.

방사선 요법은 강도 조절 방사선 요법(IMRT)으로 수행됩니다. 50-54 Gy 선량이 원발성 종양과 종격동 림프절에 매일 5 × 2 Gy 분율로 적용됩니다. 그 후, 원발성 종양 및 침범된 림프절은 5 × 2 Gy의 일일 부분에서 60-72 Gy의 총 선량으로 증폭됩니다. 위험에 처한 흉부 장기의 허용 선량을 초과하지 않습니다.

치료는 환자의 상태가 병원 관리를 필요로 하지 않는 한 외래 환자 기준으로 수행됩니다.

18F-FMISO는 Iason(오스트리아 그라츠)에서 제공합니다. 18F-FMISO dPET-CT 조사는 방사선 요법 전, 방사선 요법 5주차 및 치료 후 6주차에 수행됩니다. dPET-CT 검사는 i.v. Biograph mCT S128(Siemens Medical Solutions Co., Erlangen, Germany)을 사용하여 18F-FMISO 주입. 동적 연구는 1시간 동안 28프레임 프로토콜로 획득됩니다. 전용 소프트웨어 패키지를 사용하여 dPET-CT 데이터를 반복적으로 재구성한 후 정량화를 수행합니다. 일반적으로 VOI(volume-of-interest)는 종양 및 참조 영역에 배치되고 구획 및 비구획 분석이 이어집니다. 2개의 조직 구획 모델이 선택 모델이며 5개의 매개변수를 얻습니다. 정량화에는 혈관 밀도(VB)라고도 하는 분수 혈액량의 계산, 세포 안팎으로 FMISO의 유입 및 유출을 반영하는 매개변수 k1 및 k2, 그리고 다음과 관련된 k3 및 k4가 포함됩니다. FMISO의 트래핑 및 재산소화. 입력 함수는 하행 대동맥과 같은 큰 동맥 혈관에서 얻은 VOI 데이터의 평균값을 사용합니다. VOI 기반 분석 외에도 FMISO 동역학의 전용 매개변수를 평가하기 위해 매개변수 이미지가 계산됩니다.

구획 분석 외에도 프랙탈 차원을 기반으로 한 비구획 모델이 사용됩니다. 프랙탈 차원(FD)은 이질성에 대한 매개변수이며 각 개별 VOI의 시간 활동 데이터에 대해 계산됩니다. 프랙탈 차원의 값은 0에서 2까지 다양하며 추적자 활동의 결정론적 또는 무질서한 분포를 나타냅니다. 우리는 FD 계산을 위해 7x7의 세분화와 20의 최대 SUV를 사용합니다.

기능적 MRI 조사는 방사선 요법 전, 방사선 요법 5주차 및 치료 후 6주차에 수행됩니다. 모든 검사는 임상 1.5-T MRI 스캐너(Magnetom Avanto, Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany)를 사용하여 수행됩니다.

표준 프로토콜은 코로나 및 횡단 호흡 유지 TrueFISP, T2w 단일 샷 하프 푸리에 TSE(HASTE) 및 T1w 3D-GRE(VIBE) 시퀀스로 구성됩니다. 그 후, 네비게이터 트리거 횡단 T2w-FatSat 시퀀스(T2-FS BLADE)가 수행됩니다.

확산 가중 이미징은 흐름 보상이 있거나 없는 축 단일 샷 에코평면(EPI) 시퀀스를 사용하여 수행됩니다. 총 10개의 b-값(0, 10, 25, 50, 100, 200, 300, 400, 500 및 800 s/mm2)을 획득하여 확산 및 관류 매개변수를 추출할 수 있습니다. DWI 매개변수는 Intravoxel Incoherent 모션(IVIM) 모델을 기반으로 평가되어 자체 개발 오픈 소스 소프트웨어 MITK Diffusion, 버전 2011(www.mitk.org에서 다운로드 가능)을 사용하여 매개변수 관류 분율 f 및 확산 상수 D를 생성합니다. 매개변수 추정은 확산 측정이 주로 두 가지 효과, 즉 모세관 네트워크에서 움직이는 분자에 의해 도입된 관류 관련 효과(유사 확산 계수, D*) 및 수동 확산의 혈관외 효과(D)에 의해 영향을 받는다는 가정을 기반으로 합니다. 모든 매개변수 D, D* 및 가중 계수 f에 대한 동시 비선형 적합은 불안정할 수 있으므로 200s/mm²보다 큰 b-값에서의 측정은 설명된 대로 f 및 D를 추정하기 위한 첫 번째 단계에서 사용됩니다. 그런 다음 전체 검색을 사용하여 두 번째 단계에서 D*를 계산합니다.

폐암 관류는 0.07mmol/kg 체중의 Gd-DTPA를 일시 주사한 후 손상된 3D 구배 에코 시퀀스를 사용하여 평가됩니다. 한 번의 호기 호흡 정지(10 x 2.25s = 22s)에서 10개의 획득에 이어 자유 호흡 하에서 50개의 네비게이터 트리거 획득이 이어집니다. 3D 데이터 세트의 공동 등록 후 신호-시간 곡선의 ROI 기반 시각화가 수행됩니다.

또한, 3차원 종양 움직임(240 x 0.5s = TA 2분)을 평가하기 위해 TWIST(time-resolved echoshared gradient echo sequence)를 수행합니다. 종양 중심을 가로지르는 관상 방향에서 획득한 동적 2D-TrueFISP 시퀀스는 호흡 주기 동안 폐 및 종양 움직임에 대한 추가 정보를 제공합니다.

대조 강화 시퀀스 호흡 유지 3D-GRE 시퀀스(VIBE)가 이 프로토콜을 완료합니다.

첫 번째 후속 조치는 치료 후 6주에 계획되며 연구 관련 18F-FMISO dPET-CT 및 기능적 MRI 검사를 포함합니다. 추가 정기 후속 방문은 처음 2년 동안 3개월마다, 다음 3년 동안 6개월마다, 그 이후에는 1년마다 예정되어 있습니다. 개별 시험 참여는 환자 등록 또는 환자 사망 후 3년 후에 완료됩니다.

후속 방문시 흉부 CT-스캔을 통해 치료 효능을 평가할 것이다.

이 연구는 15명의 환자를 포함하는 전향적이고 비무작위 시험입니다. 18F-FMISO dPET-CT 및 기능적 MRI를 사용한 반복 검사는 모든 환자에 대한 종단 데이터로 이어집니다. 데이터는 두 측정 장치에서 얻은 지도로 구성됩니다. 데이터는 정량적 측정이지만 두 가지 이상의 클래스로 분류되거나 분류될 수 있습니다. 모든 매개변수에 대해 국소 재발 부위와 선택된 대조군 영역 간의 차이를 도출하고 5% 수준에서 쌍을 이룬 테스트로 비교합니다.

모든 분석은 탐색적입니다. 차이의 표준 편차가 이전에 추정되지 않았거나 관련 차이가 알려지지 않았기 때문에 샘플 크기 계산을 수행할 수 없습니다. 따라서 본 연구는 향후 연구를 위한 가설을 세우기 위한 파일럿 연구이다.

방사선 치료 계획 연구의 틀에서 가상 방사선 치료 전략은 환자에게 시행되는 방사선 치료와 비교됩니다.