Skuteczność współczesnej adaptacyjnej radioterapii pozaustrojowej w leczeniu raka płuca (ECLAIR)

Rak płuca należy do najczęściej występujących typów nowotworów na świecie i ma najwyższą śmiertelność. Niedrobnokomórkowy rak płuca (NSCLC) jest formą dominującą, stanowiąc ponad 85% przypadków. Ponieważ objawy często manifestują się późno, wielu pacjentów ma miejscowo zaawansowaną chorobę (LA-NSCLC) w momencie diagnozy. Podstawowym leczeniem nieresekcyjnego LA-NSCLC jest połączenie terapii systemowej i radioterapii, a następnie immunoterapii.

Radioterapii towarzyszy praco- i czasochłonny proces przygotowania leczenia. Proces ten najpierw wymaga obrazowania diagnostycznego, takiego jak PET-CT, a następnie obrazowania planowania leczenia z użyciem dedykowanego, sterowanego oddechem czterowymiarowego (4D) CT planistycznego. Następnie guz i otaczające narządy krytyczne (OAR) muszą być konturowane i niezależnie recenzowane przez onkologów radioterapeutów zgodnie z międzynarodowymi zalecanymi wytycznymi. Komercyjne konwolucyjne sieci neuronowe (CNN) są obecnie używane do wspomagania tego procesu konturowania. Modele te wykonują klasyfikację wokselową w celu oznaczania struktur anatomicznych na podstawie wcześniejszych danych treningowych. Powszechnie stosowaną komercyjną aplikacją oznakowaną CE do konturowania OAR jest Syngo.via®.

Po konturowaniu przeprowadzane jest planowanie leczenia dozymetrycznego. Tworzenie planu rozpoczyna się od etapu optymalizacji, po którym następuje obliczenie dawki, mające na celu osiągnięcie akceptowalnej równowagi między pokryciem celu a oszczędzaniem OAR. Powszechnie stosowanym oznakowanym CE narzędziem planowania opartym na wiedzy, które usprawnia ten proces, jest RapidPlan®. System ten dostarcza szacunków osiągalnych rozkładów dawki i prowadzi dozymetrystów oraz fizyków medycznych w kierunku generowania wysokiej jakości planów. Wszystkie etapy przygotowawcze są wykonywane na CT planistycznym, który reprezentuje tylko pojedynczy migawkę anatomiczną w jednym momencie czasu.

Po zakończeniu przygotowań rozpoczyna się cykl radioterapii. Zabiegi są podawane codziennie przez okres do siedmiu tygodni. W tym czasie mogą wystąpić zmiany zarówno w guzie, jak i anatomii śródpiersia, powodując, że początkowe kontury i plan leczenia nie będą już odpowiadać anatomii pacjenta w dniu leczenia. Dlatego adaptacyjna radioterapia (ART), w której oryginalny plan jest modyfikowany w odpowiedzi na zmiany anatomiczne, może być korzystna. Badania kliniczne wykazały, że pacjenci z NSCLC mogą odnieść korzyść z częstych adaptacji planu leczenia w przypadku regresji guza lub przemieszczeń śródpiersia w trakcie cyklu leczenia. Zgłoszono poprawę przeżycia wolnego od progresji i całkowitego przeżycia, a rutynowa offline ART w trakcie leczenia jest zalecana dla LA-NSCLC.

Jednak mimo dowodów, bardzo ograniczona liczba pacjentów otrzyma adaptacyjną radioterapię. Obszerna praca związana z konturowaniem i planowaniem leczenia pozostaje główną przeszkodą w szerokim wdrożeniu ART dla wszystkich kwalifikujących się pacjentów.

Kilka współczesnych narzędzi ma potencjał przyspieszenia procesu adaptacyjnego. W niniejszym badaniu badacze zamierzają prospektywnie przeprowadzić adaptacje w trakcie leczenia u 30 pacjentów z LA-NSCLC. Ci pacjenci przejdą powtórne CT planistyczne, a następnie odnowione konturowanie i planowanie leczenia, odzwierciedlając przepływ pracy przed leczeniem. To podejście umożliwia wstępną ocenę efektywności czasowej współczesnych narzędzi konturowania i planowania w kontekście adaptacyjnym. Wszystkie używane narzędzia są oznakowane CE i obecnie stosowane jako część standardowej praktyki klinicznej na początkowym CT planistycznym. Kontrole jakości i ręczne przeglądy przez fizyków medycznych i lekarzy będą identyczne jak w procedurach przed leczeniem. Dla zapisanych pacjentów wynikowy plan leczenia uwzględnia zmiany anatomiczne i może poprawić pokrycie guza oraz ochronę OAR.

Etap retrospektywny rozpocznie się po zakończeniu wszystkich zabiegów. Ten etap zbada wykonalność włączenia najnowocześniejszego obrazowania weryfikacji pozycji – mianowicie tomografii stożkowej (CBCT) – jako zamiennika dla powtarzanych CT planistycznych. Jeśli wykonalne, można by uniknąć powtarzanego pozyskiwania 4DCT, oszczędzając pacjentom dodatkowych dawek obrazowania i redukując obciążenie związane z dodatkowymi wizytami. Będzie kluczowe ustalenie, czy obecne narzędzia konturowania i planowania mogą być skutecznie zastosowane na danych CBCT. Prospektywny przepływ pracy opisany powyżej posłuży jako punkt odniesienia dla efektywności czasowej oraz jakości konturowania i planowania. To porównanie pomoże ustalić, czy przejście z powtarzanych 4DCT na CBCT w ramach przepływu pracy ART jest wykonalne i korzystne.

W prospektywnym przepływie pracy ART, powtórne 4D CT planistyczne zostanie pozyskane, a następnie automatyczne konturowanie OAR przy użyciu Syngo.via® i ręczne wyznaczenie zmian nowotworowych. Planowanie leczenia zostanie następnie wykonane z RapidPlan®, który poprawia optymalizację i redukuje zmienność między obserwatorami. Jeśli wynikowy plan adaptacyjny zapewni przewagę dozymetryczną, zostanie wdrożony na pozostałą część cyklu radioterapii. Procedury weryfikacji planu będą odzwierciedlać te używane w planowaniu przed leczeniem, w tym zatwierdzenie przez odpowiedzialnych lekarzy i fizyków medycznych. Pomiary czasu będą rejestrowane na każdym etapie przepływu pracy, aby służyć jako dane referencyjne dla etapu retrospektywnego.

W ocenie retrospektywnej badacze ocenią wydajność przepływu pracy ART opartego na CBCT. Zamiast powtórnego 4DCT, zostaną użyte codzienne obrazy CBCT – pozyskiwane rutynowo do weryfikacji pozycji. Jakość obrazu CBCT do planowania radioterapii zostanie zweryfikowana i przekształcona w syntetyczne CT przy użyciu dedykowanego oznakowanego CE oprogramowania (MIM®). Generowanie syntetycznego CT poprawia dokładność obliczeń dawki. Następnie zostanie wykonane automatyczne konturowanie OAR przy użyciu Syngo.via® i MIM®, a następnie ręczne wyznaczenie guza. Kolejne planowanie leczenia zostanie ponownie przeprowadzone z użyciem RapidPlan®. Ten proces oceni, w jakim stopniu CBCT lub syntetyczne CT mogą wspierać adaptacyjne planowanie leczenia. Jak w fazie prospektywnej, rejestracja czasu nastąpi na wszystkich etapach przepływu pracy.