Адаптивная лучевая терапия глиомы с разработкой рабочего процесса искусственного интеллекта (GLADIATOR)

Мультиформная глиобластома (ГБМ) представляет собой диффузную глиому 4 степени тяжести, которая является наиболее распространенной первичной злокачественной опухолью центральной нервной системы (ЦНС) у взрослых. ГБМ лечат лучевой терапией (ЛТ) и одновременной химиотерапией после максимально безопасной резекции со средней выживаемостью примерно 15-18 месяцев. ГБМ имеет значительную внутриопухолевую гетерогенность с областями мультиклональных и гипоксических областей, повышающими вероятность рецидива заболевания после стандартной лучевой терапии.

Аналогичным образом, на магнитно-резонансной томографии (МРТ) можно хорошо оценить отдельные компартменты: усиление ядра опухоли (TC) с центральными некротическими областями и перитуморальную область (PTR), которая состоит из микроскопической опухолевой инфильтрации и вазогенного отека. Подобно областям радиорезистентных областей внутри TC, микроскопические заболевания в PTR играют жизненно важную роль в рецидиве заболевания. Другие диффузные глиомы 2 и 3 степени включают мутантную астроцитому по изоцитратдегидрогеназе (IDH) и олигодендроглиому. В недавней классификации опухолей ЦНС Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) молекулярная информация объединяется с гистопатологической информацией для комплексной классификации. Опухоли IDH-дикого типа дополнительно охарактеризованы на молекулярном уровне и рассматриваются как GBM, поскольку прогноз оказывается мрачным. Олигодендроглиомы подтверждаются на основании наличия делеции хромосомных плеч 1p19q. Диффузные глиомы 2/3 степени обычно наблюдаются как опухоли с Т2-взвешенными гиперинтенсивными опухолями. Лечение аналогично ГБМ: максимально безопасная резекция с последующей лучевой терапией и одновременной и адъювантной химиотерапией.

Лучевая терапия диффузных глиом Лучевая терапия (ЛТ) играет важную роль в комплексном лечении диффузных глиом. Лучевая терапия показана при глиомах низкой степени злокачественности с признаками высокого риска или глиомах высокой степени злокачественности после максимально безопасной резекции. Излучение (RT) при диффузных глиомах при GBM доставляется с использованием конформных методов к остаточному заболеванию и полости, называемому общим объемом опухоли (GTV). Окружающая область включается в клинический целевой объем (CTV) для лечения областей микроскопического заболевания. Для GBM расширение на 1,5–2 см выполняется от GTV, которое идентифицируется как область усиления на последовательностях T1c, включая области PTR (гиперинтенсивность T2w) и редактируется с учетом анатомических барьеров, таких как мозговые оболочки и твердые мозговые оболочки. Для глиом с мутацией IDH остаточная опухоль и полость (идентифицированные как область гиперинтенсивности T2w) включаются как GTV, а дальнейшее расширение на 5–10 мм делается для включения в CTV. Стандартная практика предполагает подачу равномерной дозы радиации в запланированный целевой объем (PTV), что включает расширение изотропного запаса вокруг CTV для учета неопределенностей настройки. При GBM и астроцитоме высокой степени злокачественности с мутацией IDH общая доза 59,4–60 Гр доставляется в течение 6–7 недель с 1,8–2 Гр на фракцию. Относительно меньшая доза радиации, в пределах 54,0-59,4. Гр вводится в течение 6–7 недель с использованием 1,8–2 Гр на фракцию при олигодендроглиомах. Согласно действующей парадигме, облучение планируется с помощью компьютерной томографии (КТ) для расчета дозы и МРТ для визуализации целевых объемов и органов риска (OAR), выполняемой один раз перед лечением, на основании чего проводится фракционированное облучение в течение 6-7 недель. . Недавние данные с помощью МРТ, проведенной во время курса лечения, продемонстрировали изменения в динамике остаточной болезни, хирургической полости, а также ОАР у части пациентов, что позволяет предположить, что лечение, проводимое на основе визуализации в один момент времени, может привести к Таким образом, адаптивная лучевая терапия (АРТ) для изменения планов лучевой терапии на основе пространственных изменений целевого объема и ОАР, вероятно, улучшит точность лучевой терапии. Кроме того, серийная визуализация во время лечения может использоваться для выявления областей опухоли или PTR, демонстрирующих рефрактерное заболевание или вазогенный отек, с возможностью биологической модификации доз лучевой терапии. Использование методов конформного облучения, таких как лучевая терапия с модулированной интенсивностью (IMRT), дуговая терапия с объемной модуляцией (VMAT), может обеспечить доставку дифференциальных доз радиации точно в разные области целевого объема, что известно как окраска дозы. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) Функциональная визуализация с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) приобрела широкую популярность в онкологии для определения стадий заболевания, выявления гипоксических зон и планирования лучевой терапии. Для глиом доказана эффективность ПЭТ с аминокислотами, такими как O-(2-[18F]фторэтил)-L-тирозин (FET) или фтородопа (F-DOPA), на участках с более высоким соотношением опухоли к белому веществу, что указывает на области активной активности. болезнь (19) . Использование ПЭТ-сканирования во время лечения может помочь выявить области, невосприимчивые к лучевой терапии, что отражается в более высоком поглощении радиоизотопа. Более высокие дозы в таких регионах открывают окно для биологической адаптации и потенциально могут улучшить показатели контроля. Точно так же количественный анализ изображений (более известный как радиомика) может помочь отличить области микроскопической опухоли от вазогенного отека в PTR, который в остальном похож на традиционную визуализацию. Искусственный интеллект Роль искусственного интеллекта в онкологии получает все большее признание: от оптимизации использования ресурсов здравоохранения и принятия решений до количественного анализа изображений для прогнозирования и потенциальной способности служить неинвазивным биомаркером. Практика современной радиационной онкологии в значительной степени полагается на взаимодействие людей и машин практически в каждом процессе планирования лечения, включая определение целевых объемов, OAR, процессы планирования лечения и во время его проведения. Создание системы искусственного интеллекта в радиационной онкологии обещает повысить эффективность и точность рабочего процесса, а также позволит быстро и эффективно планировать и проводить лечение. Использование адаптивной лучевой терапии будет дополнительно облегчено с использованием алгоритмов машинного обучения с соответствующей идентификацией пациентов, которым будет полезна объемная или биологическая адаптация, автосегментация мишени/OAR, автоматическое планирование лечения и биологическая модификация на основе пространственных и временных изменений количественных параметров визуализации. . Стандартная институциональная практика Стандартная институциональная практика включает дозу 59,4 Гр за 33 фракции в течение 6,5 недель для пациентов с глиобластомой и 55,8 Гр за 31 фракцию в течение 6 недель для пациентов с олигодендроглиомой. Всем пациентам, подвергающимся лучевой терапии, одновременно применяют темозоломид в дозе 75 мг/м 2 площади поверхности тела в течение курса облучения с еженедельным контролем показателей крови. Все лучевые процедуры планируются на основе однократного сканирования КТ и МРТ без каких-либо запланированных интервальных сканирований во время облучения, и никакая адаптация не проводится. Адъювантную химиотерапию темозоломидом начинают через 4 недели после завершения лучевой терапии в дозе 150 мг/м 2 в течение пяти дней и повторяют ежемесячно, а дозу повышают до 200 мг/м 2 при хорошей переносимости и нормальных показателях крови. В стандартной практике при ГБМ и глиоме с мутацией IDH (астроцитома и олигодендроглиома) назначаются 6 и 12 циклов темозоломида соответственно. После завершения лечения всем пациентам проводится клиническое наблюдение каждые 3–6 мес в течение первых 2 лет, а в дальнейшем – каждые 6–12 мес. Наблюдение за визуализацией планируется проводить каждые 6–12 месяцев в течение первых 5 лет, а в дальнейшем – ежегодно или с интервалом в соответствии с клиническими показаниями.