Ocena skuteczności radiochirurgii stereotaktycznej CyberKnife w przypadku guzów kręgosłupa

Guzy kręgosłupa mogą być przerzutami lub guzami pierwotnymi; te pierwsze są bardziej powszechne. Około 40% pacjentów z rakiem będzie miało przerzuty do kręgosłupa. Pierwotny guz kręgosłupa jest stosunkowo rzadki, stanowi jedynie około 8% guzów kręgosłupa. Zarówno w przypadku przerzutów, jak i guza pierwotnego, celem leczenia jest zmniejszenie bólu, utrzymanie lub poprawa funkcji neurologicznych oraz utrzymanie lub przywrócenie stabilności kręgosłupa.

U pacjentów, którzy nie mogą przejść operacji lub wymagają dodatkowego leczenia po operacji, radioterapia może złagodzić ból, przedłużyć przeżycie, poprawić wskaźnik powodzenia operacji oraz zmniejszyć ryzyko przerzutów i nawrotów. Jednak złożona anatomia kręgosłupa i liczne ważne narządy wokół niego sprawiają, że radioterapia jest wyzwaniem. Radioterapia wysokodawkowa jest niezbędna do długoterminowej kontroli guza i zapobiegania niestabilności kręgosłupa; jest to jednak niemożliwe w przypadku tradycyjnej radioterapii ze względu na obecność radioczułego rdzenia kręgowego. Dlatego wyniki są zwykle słabe w przypadku dużych i złożonych zmian. CyberKnife — platforma stereotaktycznej radioterapii ciała (SBRT), która łączy w sobie lekki akcelerator liniowy, ramię robota, system obrazowania i system śledzenia oddechu — oferuje wykonalne podejście. Może osiągnąć submilimetrową precyzję leczenia pod kontrolą obrazowania.

Obecnie o skuteczności radiochirurgii CyberKnife w przypadku guzów kręgosłupa decyduje ocena zmian obrazowych, złagodzenie objawów klinicznych i biopsja igłowa, ale wszystkie te metody mają swoje ograniczenia. Na przykład w obrazowaniu zmiana objętości zmiany jest wykorzystywana do oceny regresji guza, ale wielkość guza kręgosłupa nie jest łatwa do zmierzenia, a ponadto zmniejszenie objętości guza po leczeniu może zająć trochę czasu. Zmiany natężenia sygnału po leczeniu w sekwencjach T1-zależnych i T2-zależnych konwencjonalnego rezonansu magnetycznego są trudne do interpretacji, a ich związek ze skutecznością leczenia również nie jest jasny.

Ogólnie rzecz biorąc, zmiany w strukturze mikroskopowej i aktywności biologicznej guza występują znacznie wcześniej niż zmiany w ogólnej morfologii. Funkcjonalne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) może być zatem bardziej przydatne niż konwencjonalny MRI do oceny odpowiedzi na leczenie. W fMRI sekwencje takie jak obrazowanie dyfuzyjne ważone (DWI), MRI ze wzmocnionym kontrastem dynamicznym (DCE-MRI) i obrazowanie kurtozy dyfuzyjnej (DKI) odzwierciedlają informacje funkcjonalne tkanek z różnych perspektyw.

Zastosowanie technologii sztucznej inteligencji do analizy danych obrazowania medycznego jest obecnie przedmiotem intensywnych badań. Ta nowa metoda, zwana radiomiką, może pomóc w rozwiązaniu wielu trudnych problemów klinicznych. Ekstrahując dużą liczbę wysoce reprezentatywnych cech obrazowania ilościowego z wysokoprzepustowych danych obrazu medycznego, radiomika może pomóc w ocenie skuteczności leczenia i przewidywaniu rokowania w przypadku guzów kręgosłupa.

Badacze zamierzają zbadać zastosowanie połączenia fMRI i radiomiki do oceny skuteczności radiochirurgii CyberKnife w przypadku guzów kręgosłupa. Metoda będzie w stanie ocenić zarówno zmiany objętości, jak i czynnościowe guza, a tym samym dostarczyć ważnych informacji do planowania zindywidualizowanych schematów terapeutycznych dla pacjentów z guzami kręgosłupa.