Tomografia Computadorizada Respiratória Adaptativa: Estudo de Viabilidade em Tempo Real Gated 4DCT para Radioterapia de Câncer de Pulmão (REACT)

A tomografia computadorizada quadridimensional (4DCT) é considerada o padrão de tratamento para técnicas modernas de radioterapia corporal estereotáxica ablativa (SABR) de alta precisão. O 4DCT clínico funciona adquirindo fatias de TC e dados respiratórios de forma síncrona à medida que o paciente se move através do gerador de imagens de raios-X rotativo. As fatias de TC são classificadas em 5-10 'imagens de fase' (meio da expiração, pico da expiração, meio da inspiração, pico da inspiração, etc.) e costuradas para formar um movimento de órgão/tumor induzido pela respiração 3D+ ou '4D ' representação da anatomia da respiração. A melhor prática atual em terapia de radiação é que os médicos realizem delineamento manual ou 'contorno' de tumores pulmonares em uma ou mais imagens de fase 4DCT para garantir a cobertura adequada pelo feixe de tratamento, apesar do movimento respiratório. Na presença de respiração irregular, surgem incompatibilidades entre cortes de TC que estão na mesma fase de respiração, mas com imagens em diferentes posições da mesa. Como resultado, as imagens produzidas sofrem vários tipos de descontinuidades, incluindo truncamento, duplicação ou sobreposição. Yamamoto descobriu que a respiração irregular causava pelo menos um erro > 4 mm em 90% (45 de 50) exames de pacientes abdominais e torácicos. A principal consequência dos erros de imagem 4DCT é que eles podem introduzir incertezas de volume e posição do tumor de até 30% entre diferentes compartimentos de fase 4D ou diferentes observadores.

Isso pode potencialmente reduzir a probabilidade de controle do tumor em até um terço e levar à irradiação desnecessária de tecido pulmonar saudável, contribuindo para efeitos colaterais limitantes da dose, como pneumonite por radiação, que é sintomática em até 30% dos pacientes e fatal em 2%. A solução proposta é o Real-Time Gated 4DCT usando gating prospectivo de regularidade, que será implementado pela primeira vez em pacientes com câncer de pulmão.

O método Gated 4DCT em tempo real detecta e pausa o feixe de TC durante eventos respiratórios irregulares. Analisaremos o padrão respiratório do paciente para prospectar a aquisição em tempo real. O 4DCT fechado em tempo real garante que o gerador de imagens de raios-X seja ligado somente quando a respiração estiver regular; a verificação é pausada caso contrário. Os benefícios para o paciente de bloquear uma varredura 4DCT foram demonstrados em estudos anteriores:

• uma redução de erros de movimento respiratório em 50%
• uma redução da dose de imagem. O delineamento de tumores e órgãos em tomografias computadorizadas é o primeiro passo na jornada de radioterapia de um paciente com câncer de pulmão. O delineamento preciso é fundamental para os resultados do paciente porque os erros se propagam ao longo do tratamento e podem levar à falta de partes do tumor ou à irradiação desnecessária de tecidos ou órgãos saudáveis. Infelizmente, a modalidade de imagem mais importante usada para o delineamento de cânceres de pulmão, 4DCT, é propensa a erros. Radiation Oncologists (ROs) enfrentam um enorme desafio e são obrigados a delinear tumores quando 90% dos exames clínicos sofrem erros graves de imagem. Esses erros ofuscam a verdadeira posição/forma do tumor e reduzem a chance de controle do tumor em até um terço.

O principal culpado pelos erros de imagem é a respiração irregular: ou seja, variações naturais da respiração, que são intensificadas em pacientes com câncer de pulmão, mas não são consideradas pelos scanners clínicos. Uma solução para este problema foi proposta, que é bloquear o tomógrafo (isto é, pausando o feixe) sempre que ocorrer uma condição respiratória que possa produzir um artefato de imagem.

Questão de pesquisa O ponto final primário é que o número de artefatos de imagem usando a varredura controlada em tempo real produzirá menos artefatos do que a varredura convencional.

Os endpoints secundários envolvem o exame da qualidade da imagem e o impacto no planejamento do tratamento com os benefícios para o paciente sendo:

1. Qualidade de imagem consistente/previsível: A qualidade de imagem consistente ajudará os oncologistas de radiação a identificar interfaces de tumor e órgão e, portanto, reduzir erros de delineamento.
2. Melhorias nos planos de tratamento: Um delineamento mais preciso levará a melhores planos de tratamento e, portanto, a melhores resultados para os pacientes.

Este ensaio clínico é o primeiro estudo piloto de viabilidade em humanos e o objetivo é, portanto, provar a viabilidade do Real-Time Gated 4DCT, com o objetivo de levar a um estudo de eficácia. Como tal, as varreduras do paciente serão adquiridas em uma ampla gama de condições respiratórias do paciente para otimizar a técnica Gated em tempo real e para planejar um estudo clínico de fase II maior e baseado em hipóteses a seguir. Os cortes automáticos para esses traços respiratórios erráticos serão incorporados ao software Real-Time Gated 4DCT.

Justificativa para o estudo atual Estudos in silico sugerem que a abordagem 4DCT Gated em tempo real pode reduzir os erros de imagem em até 50%, ao mesmo tempo em que reduz a dose de imagem em > 20%. Estima-se que a taxa atual de artefatos usando 4DCT convencional seja de pelo menos 60% e possivelmente até 95%. Uma redução de no máximo 35% (25% das imagens com menos artefatos) valeria a pena clinicamente.