Elektromagnetisk-styrt interstitiell kateternavigasjon for gynekologisk brakyterapi (E-MINT)

Livmorhalskreft utgjør et betydelig lokalt og globalt helseproblem. I 2017 ble over 1500 kanadiske kvinner spådd å utvikle livmorhalskreft, og ytterligere 400 ble omtrentlig til å dø av sykdommen. Forekomsten av livmorhalskreft har stadig sunket i utviklede land, hovedsakelig på grunn av regelmessig gynekologisk screening og offentlige vaksinasjonsprogrammer for humant papillomavirus; sykdommen utgjør imidlertid opptil 12 % av alle kvinnelige kreftdiagnoser i utviklingsland, og utgjør en uforholdsmessig byrde for aboriginske kvinner over hele Canada. Mye arbeid må gjøres for å adressere forskjeller i omsorg og behandling for livmorhalskreft, både i Canada og over hele verden.

FIGO stadium IA - IB1 regnes som lokalisert sykdom og behandles primært med kirurgi. I motsetning til sykdom i tidlig stadium, anses svulster som strekker seg mer enn 4 cm og utover livmorhalsen som lokalt avanserte. Standarden for omsorg for lokalt avansert livmorhalskreft definert som FIGO-stadier IB2 - IVA er ekstern strålebehandling med samtidig kjemoterapi etterfulgt av brakyterapi.

Brakyterapi er en avgjørende komponent i terapeutisk behandling som har vist seg å være assosiert med forbedret lokal kontroll. Brakyterapi med høy dosehastighet involverer behandling av lokal voluminøs sykdom ved bruk av en fjernbelastet Iridium-192-kilde. Levering av brakyterapi utnytter raskt dosefall, slik at det sentrale bekkenet kan motta en svært høy dose samtidig som man skåner blæren, endetarmen, sigmoideum og tynntarmen. Denne doseøkningen er utover det som er konvensjonelt oppnåelig ved bruk av eksterne stråleterapimetoder. Mer spesifikt muliggjør bildeveiledet adaptiv brakyterapi ved bruk av intrakavitære applikatorer doseoptimalisering og forbedrer måldosedekning for svulster med begrenset størrelse.

Intrakavitære applikatorer har vist seg å være tilstrekkelige fra å dekke symmetriske små svulster mindre enn 30 cc. For store eller komplekse asymmetriske svulster med/uten vaginal involvering er de imidlertid ikke tilstrekkelige til å dekke målet mens normale vevstoleranser respekteres. For å kompensere for disse begrensningene er forbedringer i lokal kontroll oppnådd ved bruk av en kombinert interstitiell og intrakavitær teknikk for større svulster. Kombinerte intrakavitære - interstitielle applikatorer er designet for å målrette mot svulster som ikke er tilstrekkelig dekket av intrakavitære applikatorer alene. Tilsetningen av den interstitielle teknikken innebærer innføring av katetre i svulsten som muliggjør høyere dosekonformitet og normal vevsparing. Denne kombinerte teknikken har vist seg å være effektiv i store svulster med omfattende parametrisk involvering samt i tilfeller med ugunstig topografi. Ved å bruke denne kombinerte teknikken, gjør perinealbasert interstitiell bildeveiledet adaptiv brakyterapi det mulig å levere høyere doser til det kliniske høyrisikomålvolumet uten å øke dosen til blæren, rektum eller sigmoid.

Den kombinerte arbeidsflyten for interstitiell og intrakavitær brakyterapi for lokalt avansert livmorhalskreft ved Odette Cancer Center består typisk av fire behandlingsfraksjoner. Arbeidsflyten starter med en pre-brachyterapi vurdering MR som tas før brachyterapi behandling for å hjelpe til med forhåndsplanlegging av kateterdybde og plassering. På tidspunktet for denne MR-undersøkelsen vil pasienten ha en vaginal sylinder på plass. 1-2 uker etter MR utføres implantasjon og behandling. Før implantasjonsprosedyren gis pasienten lett sedasjon og spinalbedøvelse, deretter settes en vaginal sylinder (Best Medical Systems, Inc, Springfield VA) inn i pasienten. En perineal mal som inneholder en sentral åpning er montert på vaginalsylinderen. Malen føres deretter frem til den er apposisjonell på pasientens perineum. Plastkatetre (6F 24 cm) som inneholder metallstiletter settes inn gjennom malen og langs sporene på vaginalsylinderen og penetrerer derved henholdsvis perineum og vagina. Antall, plassering og dybde på katetrene som brukes er basert på pre-brachyterapi vurdering MR. Etter implantasjonsprosedyren sys malen til pasienten og pasienten overføres til en MR-suite hvor et bilde av hennes anatomi tas med katetrene og applikatorene på plass. Pasienten sendes deretter til CT-skanning som skal brukes til behandlingsplanlegging.

Behandlingsplanlegging innebærer registrering av CT- og MR-datasettene. MR-bildene brukes til å identifisere bløtvevsorganene som er i fare, og målene. CT-en brukes til å identifisere katetrene som er implantert i pasienten. Ved å bruke kunnskapen om hvor applikatoren/katetrene er i forhold til målene og organene som er i faresonen, utformes en dosefordeling for å målrette kreften samtidig som man sparer normalt vev. Samme dag som implantasjonen leveres en behandlingsfraksjon og pasienten legges inn over natten. Neste dag kan pasienten som standard behandling, avhengig av den kliniske indikasjonen, gjennomgå en eller to ekstra fraksjoner, adskilt med minst 6 timer. En uke senere vil den samme prosessen for de to første fraksjonene gjentas for de resterende to fraksjonene.

Under innføringen av katetre har det blitt erkjent at de kan konvergere eller divergere når de gjennomborer stivt vev langs implantasjonsbanen. Uten riktig bildeveiledning kan et malveiledet interstitielt implantat føre til økt risiko for normale vevskomplikasjoner. Sanntidsbildeveiledning for kateterinnsetting er institusjonsavhengig, ved Odette Cancer Center brukes transabdominal ultralyd for plassering av tandem og i nyere tid er transrektal ultralyd undersøkt for kateterplassering. Andre former for kateterveiledning i sanntid som brukes ved forskjellige sentre inkluderer fluoroskopi, computertomografi (CT) og magnetisk resonansavbildning (MRI).

Kvaliteten på interstitielle brakyterapiimplantater har blitt rapportert å være en viktig prediktiv faktor for lokal kontroll og sen toksisitet. Kvaliteten på implantatet er avhengig av katetrenes geometri, og sanntidsbildeveiledning for interstitiell cervikal brakyterapi mangler markant.

Ved Odette Cancer Centre ble det utført en studie med fire pasienter for å karakterisere mengden kateteravbøyning og vinkling under gynekologisk høydose-rate interstitiell brakyterapi. Resultatene fra denne studien viste at gjennomsnittsverdien av maksimal kateteravbøyning på nivå med GTV var 9,1 mm +/- 3,2 mm (område 3,0 - 18,4 mm) og kan nærme seg så mye som 2 cm på nivå med GTV. Selv om kateteravbøyningen som ble observert i denne studien ikke resulterte i noen signifikant dosimetrisk påvirkning, var prøvestørrelsen liten, og forfatterne av studien antydet at ytterligere undersøkelser av kateterveiledning i sanntid kan være nødvendig for å lindre dette avviket for å forhindre suboptimal plankvalitet.

Elektromagnetisk sporing kan minimere usikkerheten knyttet til implantatkvaliteten. Driften av en elektromagnetisk sporingsenhet avhenger av en feltgenerator som produserer et magnetfelt som strekker seg over anatomien av interesse. Den sporede sensoren i dette systemet induserer en avstandsavhengig spenning som brukes til å bestemme den romlige posisjonen til sensoren innenfor volumet av interesse. Denne teknologien er mye brukt i klinisk praksis, eksempler inkluderer kirurgiske inngrep, veiledning av biopsier og bevegelsesovervåking.

Elektromagnetisk navigasjon kan inkluderes i arbeidsflyten for cervikal interstitiell brakyterapi som en form for kateterveiledning i sanntid. Ved å inkorporere denne veiledningen i gjeldende arbeidsflyt er det mulig at en høyere grad av nøyaktighet ved kateterplassering vil oppnås når den brukes i forbindelse med bildeveiledet brakyterapi. Denne studien søker å evaluere effekten av elektromagnetisk navigasjon på den perinealbaserte interstitielle cervix-bildeveiledet brakyterapiarbeidsflyt som en del av en fase I klinisk studie.