Evaluatie van de effectiviteit van CyberKnife stereotactische radiochirurgie voor spinale tumoren

Spinale tumoren kunnen metastasen of primaire tumoren zijn; de eerste komen vaker voor. Ongeveer 40% van de kankerpatiënten zal metastasen in de wervelkolom hebben. Primaire spinale tumor is relatief zeldzaam en vertegenwoordigt slechts ongeveer 8% van de spinale tumoren. Voor zowel metastase als primaire tumor is het doel van de behandeling pijn te verminderen, de neurologische functie te behouden of te verbeteren en de stabiliteit van de wervelkolom te behouden of te herstellen.

Bij patiënten die geen operatie kunnen ondergaan of na een operatie een aanvullende behandeling nodig hebben, kan bestralingstherapie pijn verlichten, de overleving verlengen, het slagingspercentage van een operatie verbeteren en het risico op metastase en herhaling verminderen. De complexe anatomie van de wervelkolom en de vele belangrijke organen eromheen maken bestralingsbehandeling echter een uitdaging. Hooggedoseerde bestralingstherapie is noodzakelijk voor langdurige controle van de tumor en voor het voorkomen van instabiliteit van de wervelkolom; bij traditionele radiotherapie is dit echter onmogelijk vanwege de aanwezigheid van het radiogevoelige ruggenmerg. De resultaten zijn daarom meestal slecht voor grote en complexe laesies. Het CyberKnife - een platform voor stereotactische lichaamsstralingstherapie (SBRT) dat een lichtgewicht lineaire versneller, een robotarm, een beeldvormingssysteem en een ademhalingsvolgsysteem combineert - biedt een haalbare aanpak. Het kan een behandeling op submillimeterniveau bereiken onder begeleiding van beeldvorming.

Momenteel wordt de effectiviteit van CyberKnife-radiochirurgie voor spinale tumoren bepaald door beeldvormingsveranderingen, verlichting van klinische symptomen en naaldbiopsie te beoordelen, maar al deze methoden hebben beperkingen. Bij beeldvorming wordt bijvoorbeeld verandering in laesievolume gebruikt om tumorregressie te beoordelen, maar de grootte van een spinale tumor is niet eenvoudig te meten en bovendien kan afname van tumorvolume na behandeling enige tijd duren . Veranderingen in signaalintensiteit na behandeling in conventionele magnetische resonantie beeldvorming (MRI) T1-gewogen en T2-gewogen sequenties zijn moeilijk te interpreteren, en hun relatie met de effectiviteit van de behandeling is ook niet duidelijk.

Over het algemeen treden veranderingen in de microscopische structuur en biologische activiteit van de tumor veel eerder op dan veranderingen in de grove morfologie. Functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI) kan daarom nuttiger zijn dan conventionele MRI om de behandelingsrespons te beoordelen. In fMRI weerspiegelen sequenties zoals diffusiegewogen beeldvorming (DWI), dynamische contrastversterkte MRI (DCE-MRI) en diffusie-kurtosis-beeldvorming (DKI) functionele informatie van weefsels vanuit verschillende perspectieven.

Toepassing van kunstmatige intelligentietechnologie voor analyse van medische beeldvormingsgegevens is nu een gebied van intensief onderzoek. Deze nieuwe methode, die radiomics wordt genoemd, kan helpen bij het oplossen van veel moeilijke klinische problemen. Door een groot aantal zeer representatieve kwantitatieve beeldvormingskenmerken te extraheren uit medische beeldgegevens met hoge doorvoer, kan radiomics helpen bij het evalueren van de effectiviteit van behandelingen en het voorspellen van de prognose van spinale tumoren.

Onderzoekers zijn van plan om het gebruik van de combinatie van fMRI en radiomics te onderzoeken voor het evalueren van de effectiviteit van CyberKnife-radiochirurgie voor spinale tumoren. De methode zal in staat zijn om zowel volume- als functionele veranderingen in de tumor te evalueren en zo belangrijke informatie te verschaffen voor het plannen van geïndividualiseerde therapeutische schema's voor patiënten met spinale tumoren.