Radioterapia adaptacyjna glejaka z rozwojem przepływu pracy opartego na sztucznej inteligencji (GLADIATOR)

Glejak wielopostaciowy (GBM) to glejak rozlany czwartego stopnia, będący najczęstszym pierwotnym złośliwym nowotworem ośrodkowego układu nerwowego (OUN) u dorosłych. GBM leczy się radioterapią (RT) i jednoczesną chemioterapią po maksymalnej bezpiecznej resekcji, a mediana przeżycia wynosi około 15–18 miesięcy. GBM charakteryzuje się znaczną heterogenicznością wewnątrzguzową, z obszarami wieloklonalnymi i niedotlenionymi, co zwiększa ryzyko nawrotu choroby po standardowej RT.

Podobnie, w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego (MRI) można dobrze rozpoznać odrębne przedziały: wzmocniony rdzeń guza (TC) z centralnymi obszarami martwiczymi i obszarem okołoguzowym (PTR), na który składa się mikroskopijny naciek guza i obrzęk naczyniopochodny. Podobnie jak w regionach obszarów radioodpornych w TC, choroba mikroskopowa w PTR odgrywa istotną rolę w nawrotach choroby. Inne glejaki rozsiane stopnia 2 i 3 obejmują gwiaździak z mutacją dehydrogenazy izocytrynianowej (IDH) i skąpodrzewiak. W najnowszej klasyfikacji nowotworów OUN Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) informacje molekularne łączy się z informacjami histopatologicznymi w celu zintegrowanej klasyfikacji. Guzy typu dzikiego IDH są dalej charakteryzowane molekularnie i uznawane za GBM, ponieważ rokowanie jest fatalne. Skąpodrzewiaki potwierdza się na podstawie obecności delecji ramion chromosomowych 1p19q. Rozlane glejaki stopnia 2/3 są zazwyczaj postrzegane jako guzy z guzami hiperintensywnymi T2-zależnymi. Leczenie jest podobne do GBM, z maksymalną bezpieczną resekcją, a następnie radioterapią oraz równoczesną i uzupełniającą chemioterapią.

Radioterapia glejaków rozlanych Radioterapia (RT) odgrywa integralną rolę w multimodalnym leczeniu glejaków rozlanych. Napromienianie jest wskazane w przypadku glejaków o niskim stopniu złośliwości i cechach wysokiego ryzyka lub glejaków o wysokim stopniu złośliwości po maksymalnej bezpiecznej resekcji. Promieniowanie (RT) w rozlanych glejakach w GBM jest dostarczane przy użyciu technik konformalnych do choroby resztkowej i jamy, zwanej objętością guza brutto (GTV). Otaczający obszar jest uwzględniany w docelowej objętości klinicznej (CTV) w celu leczenia obszarów choroby mikroskopowej. W przypadku GBM wykonuje się rozszerzenie o 1,5–2 cm od GTV, które jest identyfikowane jako obszar wzmocniony w sekwencjach T1c obejmujący obszary PTR (nadintensywność T2w) i edytowane na podstawie barier anatomicznych, takich jak opony mózgowe i odbicia opony twardej. W przypadku glejaków z mutacją IDH, resztkowy guz i jama (zidentyfikowane jako obszar hiperintensywności T2w) są uwzględniane jako GTV, a dalsze rozszerzanie się o 5-10 mm jest uwzględniane jako CTV. Standardowa praktyka polega na dostarczaniu jednolitej dawki promieniowania do docelowej objętości planowania (PTV), co obejmuje izotropowe rozszerzenie marginesu wokół CTV w celu uwzględnienia niepewności konfiguracji. W przypadku gwiaździaków GBM i IDH o wysokim stopniu złośliwości całkowita dawka 59,4–60 Gy jest podawana w ciągu 6–7 tygodni przy 1,8–2 Gy na frakcję. Stosunkowo niższa dawka promieniowania, mieszcząca się w przedziale 54,0-59,4 Gy, podaje się w ciągu 6-7 tygodni, stosując 1,8-2 Gy na frakcję w przypadku skąpodrzewiaków. Zgodnie z obecnym paradygmatem radioterapia planowana jest na podstawie tomografii komputerowej (CT) w celu obliczenia dawki oraz rezonansu magnetycznego w celu wizualizacji docelowych objętości i narządów zagrożonych (OAR), wykonywanych jednorazowo przed leczeniem, na podstawie których promieniowanie frakcjonowane dostarczane jest przez 6-7 tygodni . Niedawne dane dotyczące rezonansu magnetycznego wykonanego w trakcie leczenia wykazały zmiany w dynamice choroby resztkowej, jamy pooperacyjnej, a także OAR u części pacjentów, co sugeruje, że leczenie opiera się na obrazowaniu w jednym punkcie czasowym, co może prowadzić do z powodu niedokładności. Dlatego radioterapia adaptacyjna (ART) polegająca na modyfikowaniu planów radioterapii w oparciu o przestrzenne zmiany objętości docelowej i OAR prawdopodobnie poprawi dokładność leczenia RT. Można także zastosować seryjne badania obrazowe podczas leczenia w celu identyfikacji obszarów guza lub PTR wykazujących chorobę oporną na leczenie lub obrzęk naczyniopochodny, z uwzględnieniem biologicznych modyfikacji dawek RT. Zastosowanie technik promieniowania konformalnego, takich jak radioterapia z modulacją intensywności (IMRT) czy terapia łukiem z modulacją wolumetryczną (VMAT), może umożliwić precyzyjne dostarczanie różnicowych dawek promieniowania do różnych obszarów docelowej objętości, co nazywa się malowaniem dawką. Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) Funkcjonalna Obrazowanie za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) zyskało dużą popularność w onkologii w ocenie stopnia zaawansowania choroby, identyfikacji obszarów niedotlenionych i wspomaganiu planowania radioterapii. W przypadku glejaków udowodniono skuteczność PET z aminokwasami, takimi jak O-(2-[18F]fluoroetylo)-L-tyrozyna (FET) lub Fluorodopa (F-DOPA), w przypadku obszarów o większym stosunku guza do istoty białej, co sugeruje obszary aktywne choroba (19) . Stosowanie skanów PET podczas leczenia może pomóc w identyfikacji obszarów opornych na RT, co odzwierciedla się większym wychwytem radioizotopu. Wyższe dawki dla takich regionów zapewniają możliwość adaptacji biologicznej i mogą potencjalnie poprawić wskaźniki kontroli. Podobnie ilościowa analiza obrazowania (bardziej znana jako radiomika) może pomóc w odróżnieniu obszarów mikroskopijnego guza od obrzęku naczyniopochodnego w PTR, który poza tym wydaje się podobny do obrazowania konwencjonalnego. Sztuczna inteligencja Coraz bardziej doceniana jest rola sztucznej inteligencji w onkologii, począwszy od optymalizacji wykorzystania zasobów opieki zdrowotnej i podejmowania decyzji, po ilościową analizę obrazu na potrzeby prognozowania i potencjalnej zdolności do pełnienia funkcji nieinwazyjnego biomarkera. Praktyka współczesnej radioonkologii w dużym stopniu opiera się na interakcji ludzi i maszyn w prawie każdym procesie planowania leczenia, w tym kształtowaniu docelowych objętości, OAR, procesach planowania leczenia i podczas jego realizacji. Stworzenie ram sztucznej inteligencji w radioterapii onkologicznej może poprawić wydajność i dokładność przepływu pracy oraz umożliwić szybkie i skuteczne planowanie i realizację leczenia. Stosowanie radioterapii adaptacyjnej zostanie dodatkowo ułatwione dzięki zastosowaniu algorytmów uczenia maszynowego z odpowiednią identyfikacją pacjentów, u których można skorzystać z adaptacji wolumetrycznej lub biologicznej, autosegmentacji celu/OAR, automatycznego planowania leczenia i modyfikacji biologicznej w oparciu o przestrzenne i czasowe zmiany ilościowych parametrów obrazowania . Standardowa praktyka instytucjonalna Standardowa praktyka instytucjonalna obejmuje dawkę 59,4 Gy w 33 frakcjach przez 6,5 tygodnia dla pacjentów z glejakiem wielopostaciowym i 55,8 Gy w 31 frakcjach przez 6 tygodni dla pacjentów ze skąpodrzewiakiem. U wszystkich chorych poddawanych radioterapii stosuje się jednocześnie temozolomid w dawce 75 mg/m 2 powierzchni ciała w trakcie napromieniania, z cotygodniową kontrolą morfologii krwi. Wszystkie zabiegi radioterapii są planowane w oparciu o jednorazową tomografię komputerową i rezonans magnetyczny, bez żadnych zaplanowanych badań interwałowych podczas radioterapii i nie przeprowadza się żadnej adaptacji. Chemioterapię uzupełniającą temozolomidem rozpoczyna się po 4 tygodniach od zakończenia napromieniania w dawce 150 mg/m2 przez pięć dni i powtarza się co miesiąc, a dawkę zwiększa się do 200 mg/m2 w przypadku dobrej tolerancji i prawidłowej morfologii krwi. Standardową praktyką jest planowanie odpowiednio 6 i 12 cykli temozolomidu w przypadku glejaka GBM i glejaka z mutacją IDH (gwiaździaka i skąpodrzewiaka). Po zakończeniu leczenia kontrola kliniczna jest planowana co 3-6 miesięcy przez pierwsze 2 lata, a następnie u wszystkich pacjentów co 6-12 miesięcy. Badania obrazowe w ramach nadzoru są planowane co 6–12 miesięcy przez pierwsze 5 lat, a następnie co roku lub w odstępach czasu, w zależności od wskazań klinicznych.