Strålbehandlingsleverans i djup inspiration för pediatriska patienter (TEDDI)

Bakgrund:

Majoriteten (cirka 80 %) av pediatriska patienter med cancer blir långtidsöverlevande. Långtidsuppföljning av barncanceröverlevande har dokumenterat en betydande behandlingsinducerad ökad dödlighet och sjuklighet, främst från hjärt- och kärlsjukdomar och andra cancerformer. Specifikt har hjärtmortaliteten visat sig vara 5 gånger högre, hjärtsjukligheten 2 gånger till 6 gånger högre och förekomsten av andra cancerformer 8 gånger högre hos överlevande barncancer jämfört med den allmänna befolkningen eller syskon. På grund av den unga åldern vid diagnos och motsvarande långa förväntade livslängd för pediatriska patienter är effekten av sena effekter på patienternas livskvalitet, sjuklighet och slutligen dödlighet icke-trivial.

Strålbehandlingsinducerade sena effekter är allvarliga, men svåra att bedöma och kvantifiera eftersom de inträffar sent och därför ofta är resultatet av behandlingsregimer som nu anses vara föråldrade. Ändå är det känt att risken för strålningsinducerade seneffekter påverkas av både stråldosen och volymen av bestrålad vävnad. Hos vuxna har användningen av mer konforma strålbehandlingstekniker och andningsanpassning införts för att begränsa bestrålningen av de omgivande friska organen. Det har dock funnits en ovilja att implementera nya tekniker för strålbehandling vid behandling av pediatriska patienter eftersom data om sena effekter inte finns tillgängliga för dessa nya tekniker och av rädsla för låg efterlevnad av andningsinstruktioner.

Deep inspiration breath-hold (DIBH) är en enkel strålbehandlingsteknik som kan ha en dramatisk inverkan på sena effekter hos barn. I DIBH ges strålbehandlingen medan patienten håller andan (definierat som 4 till 6 sekventiella andningsuppehåll på ≥20 sek). I djup inspiration förändras patientens anatomi och avbildningsartefakter från andningsrörelser minskar eftersom organen inte rör sig. Strålbehandling i DIBH kan minska bestrålningen av hjärtat, brösten och lungorna utan att påverka den avgivna stråldosen till tumören och utan att skada andra friska organ. Dessutom är tekniken enkel och kostnadseffektiv. DIBH används i stor utsträckning över hela världen hos vuxna patienter med vänstersidig bröstcancer och med mediastinalt lymfom för att minimera risken för strålningsinducerade seneffekter.

Strålningsonkologiska avdelningen vid Rigshospitalet har banat väg för användningen av DIBH vid behandling av patienter med bröstcancer och mediastinalt lymfom [Korreman et al., Pedersen et al.] och testar för närvarande prospektivt DIBH-tekniken i en mer bräcklig lungpopulation cancerpatienter. Avdelningen har lång erfarenhet av daglig förlossning och patientcoachning av vuxna patienter. Även om erfarenheterna från flera centra bekräftar att vuxna patienters överensstämmelse med DIBH är utmärkt, finns det inga rapporter om tillämpligheten av DIBH på pediatriska patienter, särskilt de mycket unga.

Utredarna antar att TEDDI är en genomförbar och reproducerbar strategi som kommer att resultera i en 25%-ig minskning av den genomsnittliga stråldosen till hjärtat hos pediatriska patienter som remitteras för strålbehandling mot tumörer i bröstkorgen eller buken. Detta förväntas vara sant för alla pediatriska patienter, oavsett ålder.

Genom TEDDI syftar utredarna specifikt till att:

• Uppskatta den dosimetriska fördelen med strålbehandling med DIBH jämfört med friandning hos pediatriska patienter.
• Upprätta överensstämmelsen med DIBH hos pediatriska patienter i alla åldersgrupper.
• Bestäm om DIBH är en korrekt och reproducerbar strategi för pediatriska patienter.

Viktiga forskningsfrågor:

1. Vad är omfattningen av den dosimetriska fördelen med DIBH jämfört med friandande strålbehandling? För vuxna patienter med bröstcancer, malignt lymfom och lungcancer sänker strålbehandling som ges i DIBH jämfört med friandning betydligt dosen till hjärtat, lungorna och magen. Men för mycket unga patienter de anatomiska förändringarna (dvs. uppblåsning av lungorna, ökad separation av hjärtat och tumören) kan vara mindre uttalad än för vuxna som hämmar den dosimetriska fördelen med DIBH.

   Hypotes 1 (H1): För mer än 75 % av patienterna kommer behandling i DIBH att vara dosimetriskt överlägsen behandling vid friandning.

2. Tolereras DIBH väl av pediatriska patienter under hela behandlingen? I dagsläget är informationsmaterialet gällande DIBH och den visuella återkopplingsutrustningen (bestående av videoglasögon) utformat för och riktat till vuxna patienter. I TEDDI kommer alla aspekter av det nuvarande DIBH-arbetsflödet att anpassas för att ge en bekväm miljö för pediatriska patienter. Baserat på preliminära tester på friska frivilliga kan barn så unga som 5 år följa DIBH-instruktionerna från den nuvarande visuella återkopplingsutrustningen.

   Hypotes 2 (H2): över 90 % av pediatriska patienter äldre än 5 år kan utföra en stabil och bekväm DIBH (i form av 4 till 6 sekventiella andetag på ≥20 sek) genom sin strålbehandling.

3. Kan den föreskrivna stråldosen levereras exakt och reproducerbart till tumören i DIBH? Interfraktionsövervakning säkerställer tillförlitlig behandling mellan behandlingsdagarna med RPM-systemet, och intrafraktionsövervakning kommer att bedöma stabiliteten hos patientens positionering/andningshållning under behandlingen. Bildinsamlingsparametrar kommer att optimeras för att ge tillräcklig bildkvalitet vid lägsta möjliga strålningsexponering.

Hypotes 3 (H3): Tumörpositionen kommer att vara reproducerbar från dag till dag, såväl som från andningshållning till andningshållning. Variationer i läge kommer att vara mindre än 5 mm över hela behandlingsförloppet.

Behandlingsplanering:

All bilddiagnostik under behandling och behandlingsplanering kommer att utföras enligt nationella riktlinjer (enligt cancerdiagnos). För strålbehandlingsplaneringen kommer en planerande CT-skanning att göras i DIBH samt i friandning för varje patient. På båda skanningarna kommer bruttotumörvolymen (GTV), den kliniska målvolymen (CTV) som omfattar GTV justerad för normal vävnad och planeringsmålvolymen (PTV) som är CTV inklusive en planeringsmarginal att definieras. Alla relevanta, friska organ som riskerar att utsättas för strålning kommer att kontureras (t.ex. hjärta, kvinnliga bröst, lungor, matstrupe, sköldkörtel, spottkörtlar, ryggmärg, benmärg, mage, mjälte, njurar, lever). En DIBH och en friandande strålbehandlingsplan kommer att beräknas, båda med liknande planeringsmål för tumören och organ i riskzonen. Alla DIBH-behandlingsplaner kommer att utformas för att hålla antalet andningsstopp per fraktion så lågt som rimligen är möjligt (inklusive bildvägledning) för patientens komfort.

Närhelst en PET-skanning anses vara en integrerad del av strålbehandlingsplaneringen, bör en PET-skanning även utföras i behandlingspositionen i både DIBH och i friandning för optimal bildsammanslagning. Men för institutioner där detta inte är möjligt är deltagande i TEDDI fortfarande möjligt.

Leverans av behandling:

Patienterna kommer att behandlas i DIBH, om den beräknade behandlingsplanen i DIBH är överlägsen behandlingsplanen vid friandning med avseende på den lägsta totala dosen till de organ som är i riskzonen samtidigt som acceptabel tumörtäckning bibehålls. Täckning av CTV och PTV kommer att ha högsta prioritet, enligt ICRU83 riktlinjer.

Uppföljning:

Inskrivning i TEDDI kommer inte att påverka standarduppföljningsprogrammet för pediatriska patienter som är diagnosspecifikt.