Helical tomotherapy som en strålebehandlingsteknikk for behandling av bekken- og abdominale metastaser

Strålebehandling er en effektiv behandling for behandling av metastatisk sykdom. Når det brukes til å behandle sykdom i nedre del av magen eller bekkenet, er det imidlertid ofte assosiert med gastrointestinal toksisitet. De vanligste symptomene på stråling enteritt er diaré, oppblåsthet og magekramper. De er forårsaket av irritasjon og betennelse i tarmslimhinnen, og selv om patofysiologien er dårlig forstått, antas det delvis å skyldes malabsorpsjon av gallesalter og laktose, ubalanse i bakteriefloraen, forstyrrelser i bevegelighet. Den sanne forekomsten av klinisk signifikant enteritt er ikke godt kjent og sannsynligvis undervurdert, fordi flertallet av pasienter med symptomer ikke oppsøker lege, men er omtrent 80 % hos pasienter som får bekkenstrålebehandling for gynekologiske og rektale svulster. Ulike tilnærminger har blitt tatt for å prøve å minimere akutt tynn- og tykktarmstoksisitet fra strålebehandling. Medisinsk behandling med opioidderivater, som loperamid, er ofte effektiv for milde tilfeller. Andre medisiner, som prøver å hemme de biokjemiske veiene som fører til symptomatisk gastroenteritt, har gjennomgått kliniske tester med en viss suksess. Den andre tilnærmingen for å minimere toksisitet er å minimere volumet og/eller dosen av stråling som leveres til tynntarmen. Enkle mekaniske enheter, som "magebrettet" eller en nettingslynge, har hatt en viss suksess. Med nye teknikker innen intensitetsmodulert strålebehandling kan det være mulig å unngå mye av tarmen, eller redusere dosen som leveres til tarmen betydelig, uten mekanisk intervensjon eller kompromitterende tumordoser. Målet med denne studien er å teste om en ny og svært sofistikert form for intensitetsmodulert strålebehandling kalt spiral tomoterapi trygt kan brukes til å levere strålebehandling til magen og bekkenet. Det vil også fastslå om denne behandlingsmetoden vil tillate en reduksjon i stråledosen til normale strukturer og forekomsten av strålingsindusert tarmskade. Helical tomotherapy er en ny form for levering av strålebehandling som vil bli introdusert ved Cross Cancer Institute sent i 2001 eller tidlig i 2002. I motsetning til standard strålebehandling, der behandlingen leveres gjennom én eller noen få separate stråler, gir spiral tomoterapi behandling med en roterende, intensitetsmodulert viftestråle. Pasienten translateres gjennom portalens ring mens strålen roteres rundt, slik at behandlingsstrålen danner en spiralformet form på lignende måte som ved computertomografi (CT). Ringportalen gir en stabil plattform for å utføre tomografisk verifisering av både oppsett og levert dose. Helical tomotherapy ligner på NOMOS PeacockTM-systemet som for tiden er i klinisk bruk. PeacockTM-systemet bruker også en intensitetsmodulert viftestråle, men fordi det er et feste til en standard C-arm lineær akselerator, gir det behandling med en "translate then rotate"-metode i stedet for en kontinuerlig spirallevering. På grunn av spiraltomoterapiens fullstendige frihet til å levere behandling fra alle vinkler rundt pasienten og med intensitetsmodulasjon og omvendt behandlingsplanlegging, er det mulig å behandle svært komplekse og uregelmessige målvolumer samtidig som det gis en lav stråledose til omkringliggende normale strukturer. Denne studien, sammen med en parallell studie som involverer behandling av benmetastaser, vil involvere de første pasientene som skal behandles med spiral tomoterapi ved Cross Cancer Institute. Det vil være et viktig første skritt i å forstå prosessene og egenskapene til spiral tomoterapi for å levere nøyaktig bildeveiledet terapi. Den er designet for å gi rammeverket for neste generasjon av kliniske studier med spiral tomoterapi i adjuvant og radikal setting. Målene for studien er som følger:

• For å vurdere om det er mulig å gi daglig fraksjonert strålebehandling med spiral tomoterapi;
• Å vurdere den akutte toksisiteten forbundet med behandling av bekken- og abdominale metastaser med spiralformet tomoterapi;
• For å teste nøyaktigheten av den daglige oppsettverifiseringsprosessen som er iboende i det spiralformede tomoterapisystemet;
• For å utføre in vivo dosimetri, der det er mulig;
• For å analysere dosefordelingene som er mulig med planlegging av spiral tomoterapi, og sammenligne med planer oppnådd ved bruk av konvensjonelle lineære akseleratorsystemer.

For å nå disse målene vil etterforskerne rekruttere 20 pasienter til behandling med spiralformet tomoterapi. Pasienter med solid malignitet på et hvilket som helst primært sted med påvist eller mistenkt metastatisk sykdom som involverer mage, bekken eller bein i korsryggen eller bekkenet vil være kvalifisert, forutsatt at de er over 18 år; signert informert samtykke innhentes; og det er ingen kontraindikasjoner for strålebehandling. Etterforskerne vil velge pasienter for innrullering som har høy sannsynlighet (>50 %) for å lide av grad 2 eller høyere akutt GI-toksisitet dersom standard strålebehandlingsteknikker ble brukt. Behandlingen vil bli levert med det spiralformede tomoterapisystemet, med doseplanen designet for å behandle målvolumet til en homogen dose, samtidig som dosen minimeres til normale strukturer inkludert tynntarmen. De første 10 pasientene vil bli behandlet med en dose på 2500 cGy i 10 fraksjoner, og den andre kohorten på 10 pasienter til 3000 cGy i 10 fraksjoner. Den litt lavere dosen enn normalt som brukes for den første kohorten er designet for å gi en ekstra sikkerhetsmargin.

Statistiske betraktninger: Med stråledosene brukt i den nåværende studien, er risikoen for grad 4-5 toksisitet ved bruk av standard behandlingsteknikker svært lav. Undersøkerne vil derfor bruke observert grad 4-5 akutt toksisitet som en tidlig stoppregel for å overvåke sikkerheten ved spiral tomoterapi. Pasienter vil bli påløpt behandling sekvensielt, med ikke mer enn 3 pasienter på behandling eller innen 1 uke etter fullført behandling til enhver tid. Hvis en pasient utvikler en grad 4 toksisitet under eller kort tid etter behandling, vil ytterligere opptjening bli suspendert inntil årsaken til den alvorlige behandlingstoksisiteten kan fastslås, og det er fastslått at behandling til påfølgende pasienter kan fortsette trygt. Hvis en annen alvorlig toksisitet observeres, vil forsøket nærme seg opptjening. For formålet med studien antas risikoen for grad 4-5 stråle enteritt (ved bruk av standard strålebehandlingsteknikker) å være 2 % eller mindre. Sannsynligheten for å stoppe opptjening før fullføring av forsøk er 0,16 hvis det ikke er noen reduksjon i toksisitetsrate med spiral tomoterapi (i henhold til binomiale sannsynligheter). Hvis den sanne frekvensen er 1 %, er sannsynligheten for å avvise behandlingen 0,01. De akutte bivirkningene av behandlingen vil bli overvåket ved bruk av pasientsymptomskjema og legevurdering med anamnese og fysisk undersøkelse. Disse vil bli utført forbehandling, ukentlig under behandlingen, og 1 og 4 uker etter behandling. Et sekundært endepunkt for studien er å teste oppsettverifiseringsprosessen for det spiralformede tomoterapisystemet. Den er designet for automatisk å oppdage om pasienter er satt opp nøyaktig for behandling, og for å justere behandlingen for daglige endringer i pasientposisjon. For de første 10 pasientene vil etterforskerne sammenligne den tomoterapi-avledede oppsettsfeilen med feilen beregnet manuelt ved å studere CT-bildesettene. Hvis den datamaskinavledede oppsettfeilen er nøyaktig sammenlignet med den manuelle evalueringen (innen 5 mm for minst 80 % av målingene), vil den automatiske oppsettverifiseringsprosessen bli brukt for den andre kohorten på 10 pasienter. Det er anslått at denne studien vil ta 3-6 måneder å fullføre.