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Calypso 系统显著提高对运动肿瘤放射治疗的精度

针对腹部肿瘤的放射治疗通常面临更大的挑战, 除了内脏的位置移动外,由于呼吸作用,肝脏移动相比其他器官更明显,而前列腺肿瘤则经常会因为膀胱充盈或直肠内气体而移动。 为了优化疗效和安全性,治疗要求精准投照高剂量射线兼陡峭的剂量梯度,将靶区周边的剂量最小化。

瓦里安的 Calypso’ 系统和 Soft Tissue and Surface Beacon® 软组织及表面传感器通过在放射治疗期间实现对靶区的实时定向监测、运动管理以及协助准确并有效的患者摆位,帮助临床医生更精准地治疗肝脏和前列腺肿瘤。

Calypso 的软组织传感器比米粒还小,其可通过非电离信号向 Calypso 跟踪系统实时发送肿瘤位置相关信息。 以表面传感器为例,在患者运动可能影响治疗精度的情况下,Calypso 通过监测肿瘤位置,可缩小临床靶区 (CTV) 外扩到计划靶区 (PTV) 的区域,使临床医生更有信心实施剂量的精准投照。

本文扼要描述了四个放射治疗中心使用 Calypso 准确定位肿瘤并缩小了其治疗边界,目标是减少癌症患者的治疗副作用,提高患者的生活质量。

 

使用 Calypso 治疗肝脏肿瘤:丹麦的奥尔胡斯大学医院和意大利米兰的仁爱研究医院

奥尔胡斯

奥尔胡斯大学医院每年约有 25 位原发性肝癌或肝转移癌患者的肿瘤大小和位置无法使用手术或消融术来治疗。 临床医生通过结合使用 TrueBeam® 和 Calypso,可为患者提供精准度更高、运动管理和摆位更好、几何治疗误差和所需边缘更小的高剂量立体定向体部放疗 (SBRT)。

“在过去,我们不得不在肿瘤周边留出更大的治疗边缘,因为肿瘤定位的准确性会随着时间变得不确定。 Calypso 可以帮助我们实时监测治疗并缩小治疗边界,所以接受照射的健康组织也会随之减少。” 奥尔胡斯临床肿瘤学教授 Morten Hoyer 说道。

Calypso 还有助于引导患者摆位和管理放疗时肝内靶区的运动。

“肝脏可能会因呼吸作用移动多达3厘米,或者在单次治疗期间由于靶区活动而移动达1厘米。 此外,肝脏邻近脊髓、食道、肠道和肾脏等重要结构。 因此,我们需要 Calypso 准确跟踪肿瘤的位置,使投照高剂量时能避开正常组织。” 医学物理部的 Esben Worm 博士补充道。

在奥尔胡斯,使用 Calypso 系统进行 SBRT 治疗没有延长治疗时间。 超声引导下在肿瘤边缘植入三个传感器,门诊患者的这一操作过程一般为20分钟。 “我们使用横截面比 14G 型号小 50% 的 17G Beacon传感器 — 针头更细,组织出血更少。”放射科医生 Lars Peter Larsen 解释道。

Calypso 使奥尔胡斯的医疗团队能够实施呼吸门控立体定向放射治疗。 “Calypso 让我们能够看见之前无法看到的治疗期间基线偏移。”奥尔胡斯负责运动管理工具的 Per Poulsen 副教授说道。 “当我们在治疗期间观察到偏移时,可以暂停治疗并通过调整治疗床来进行修正。”

通过门控治疗和实时跟踪,奥尔胡斯团队已经能够将边界从非门控治疗常用的 10 mm 减小到 7 mm。 “我们相信 Calypso 系统的实时跟踪可以减少副作用,并且在未来能够让我们增加剂量以获得更佳疗效。”Hoyer 说道。

仁爱研究医院

在意大利米兰的仁爱研究医院,放射治疗和放射外科部门主管 Marta Scorsetti 及其同事使用无创 Calypso 表面传感器引导放射治疗,成功治疗了 75 位患者,重点研究使用大分割治疗的病例。

“在进行肝脏和胰腺肿瘤的 SBRT 治疗时,我们联合使用放置在皮肤上的表面传感器与腹压装置,以尽量减少内部器官运动。”Scorsetti 说道。 “我们使用 Edge™ 放射治疗系统来实施治疗,因为该系统与 Calypso 完美集成并可实现患者定位和肿瘤跟踪。”

Humanitas Research Hospital 的临床研究团队测试 Calypso 系统表面传感器能使 Scorsetti 检查腹压装置的效果。 在十名接受治疗的胰腺癌患者中,其团队在3个病例中观察到 2 mm 以上的残留运动,其中一个病例的运动距离大于 5 mm,需要重新模拟。

“表面传感器可以非常高效并精确地监测患者运动。 使用 Calypso 跟踪系统来实施 SBRT 治疗和大分割体部放射治疗,我们可以分 3 次照射治疗肝转移癌,分 6 次照射治疗胰腺癌。”Scorsetti 说道。

至今, Scorsetti 博士及其团队在治疗的 75 例患者中尚未观察到任何明显毒性反应。 “根据我们的经验,使用 Calypso 可防止对正常组织的不必要照射,这种照射无法通过标准方法检测到。 通过使用 Calypso,我们有信心安全地实施非常规照射方案,减少毒性和总照射次数。”

 

 

Calypso 用于前列腺癌治疗:佛罗里达麦尔兹堡的21世纪肿瘤医院和加利福尼亚洛杉矶的希德斯-西奈医疗中心

21世纪肿瘤医院

 Constantine Mantz 博士和 Calypso 系统,于佛罗里达迈尔斯堡 21 Century Oncology医院。佛罗里达麦尔兹堡21世纪肿瘤医院医务部首席卫生官员 Constantine Mantz 从 2006 年开始,在为患者提供立体定向消融放射治疗(SABR)时使用 Calypso 来跟踪前列腺运动。 期间, Mantz 博士使用 Calypso 治疗患者 2,000 多名。

“在 SABR 治疗时使用 Calypso 可以帮助我们缩短总治疗时间,比其他大分割照射和传统放射治疗时间更短,同时维持较低概率的严重并发症。” Mantz 评论道。

前列腺癌传统放射治疗(大分割)通常要做 35 至 45 次治疗,每次治疗需要 1.8 或 2.0 戈瑞 (Gy) 剂量。 Mantz 结合使用 SABR 治疗和 Calypso 系统,对 Gleason 评分为6分或7分、前列腺小于 60 立方厘米且 PSA 水平低于 15 的患者给予每次治疗 8.0 Gy 的剂量,将治疗次数减少至5次。

“在将治疗次数从45次压缩到5次并在每次治疗提供更高剂量的辐照时是没有任何容错空间的,我们必须确保准确。”Mantz 说道。 “Calypso 系统让我们能够准确跟踪肿瘤移动并快速进行相应调整。 我可以明确的知道为患者实施的5次治疗中每一次都精确定位到肿瘤,并且能够最大程度地避免照射到健康组织。”

在诊室,Mantz 医生在前列腺中植入3个 17G 软组织 Beacon 传感器,其彼此相距 1.5cm 以上。 “通过使用更薄的 17G 软组织 Beacon 传感器,我现在可以治疗更多患者,尤其是无法耐受植入较大传感器的患者。”Mantz 评论道。 “较小的 17G 传感器不仅可以让患者更舒适并且耐受性更好,而且对跟踪系统发送的信号和较大的传感器一样好。”

SABR 治疗开始后,Calypso 系统会通过持续发送定位信息实时提醒 Mantz 和其治疗团队关于靶区的移动情况。

“因为 Calypso 系统的精度极高,所以我们可以将治疗边界缩小 2 mm 。 Calypso 跟踪发现目标移动超出边界时,会自动停止发射治疗射束,然后我们会重新调整目标,对治疗流程的影响很小。”Mantz 说道。

通过缩小 PTV ,2 mm 的干预阈值保护了正常组织并减少了副作用,表现出显著优势。 “使用 Calypso 治疗的患者疗效更好。”Mantz 说道。 “这些患者报告的副作用更少,生活质量更高。”

Mantz 博士目前正在将这种方案拓展用于无法进行手术和近距离放疗的宫颈癌患者。 “我们将 Calypso 传感器植入宫颈癌患者的子宫下部,用于 SABR 治疗期间监测目标运动,目前为止我们已经获得了成功。 我们将在 2017 ASTRO 会议上报道我们的成果。”

加利福尼亚洛杉矶希德斯-西奈医疗中心

也有一些患者更适合用常规分割放射治疗。 针对这些患者,加利福尼亚洛杉矶希德斯-西奈医疗中心放射肿瘤科主管 Howard Sandler 教授发现,使用 Calypso 不仅能够提高精度,还减少了副作用,他在 2010 年作出了研究报道。1

“Calypso 帮助我们通过缩小前列腺靶区外周的治疗区域并减少对正常组织的照射,从而为患者提供更精准的治疗。 它让我们有信心保证前列腺始终处于阈值之内。”Sandler 说道。

Sandler 及其团队结合使用 Calypso 和 RapidArc® 模式下的TrueBeam 系统,根据临床情况对前列腺癌患者实施常规分割放射治疗、大分割放射治疗或 SABR 治疗。

泌尿科医生在门诊用 15 分钟左右时间将三个传感器植入前列腺之后,Sandler 及其团队能够确保治疗前正确定位肿瘤,在随后的治疗中用 Calypso 实时监测肿瘤。

“与使用锥形束 CT 定位技术相比,Calypso 就像连续播放的电影,其可以提供肿瘤位置的实时而连续的视图。 锥形束 CT 生成的 X 射线图像只能为我们提供某个时间点的肿瘤位置静态图像。”Sandler 补充道。

AIM 研究:评估缩小治疗边缘的影响

Sandler 及其同事在 AIM 研究中发现,缩小治疗边缘可以减少副作用。 针对用 Calypso 跟踪系统实施调强放射治疗 (IMRT) 的前列腺癌患者, 研究人员评估了 PTV 边缘缩小的影响和患者反馈的效果。

使用 Calypso 系统,64 位患者接受了 81 Gy 治疗(单次 1.8 Gy),在此情况下,临床医生可以将 PTV 边缘缩减至 3 mm 并将干预阈值缩小到 2 mm。

即使剂量达到 81 Gy,Calypso 系统也能帮助 Sandler 准确跟踪并管理肿瘤运动,缩小治疗边缘,从而减少了副作用。

“患者完成扩展前列腺癌综合指数 (EPIC) 问卷调查,研究人员将患者的分数和已发表的 EPIC 数据进行了整体比较队列研究。”Sandler 说道。 “AIM 研究结果表明,Calypso 实时跟踪可以减少头两个月的性功能障碍,但有时副作用的发作时间可能较晚。 研究报告的作者解释道:“在没有肠毒性和尿毒性反应的情况下,可以更好地维持性功能。”

单次照射放射外科治疗局限性前列腺癌:瑞士-意大利阿尔卑斯山北 (SIT) 前瞻性多中心 II 期试验

此单臂 II 期研究的目的是为了明确对于局限性前列腺癌,使用 Calypso 系统实施 19 Gy 单次 SBRT 治疗且同时对尿道 降低剂量是否有效。

放射外科的次数减少至5次或更少不仅能够减少副作用和提高患者信心,还能减少放射治疗的费用,同时增加治疗患者数量。

“通过这种单次照射疗法,我们预计能够获得与标准分割治疗相当的令人满意的长期效果,提高患者生活质量并降低副作用的发生率。 Calypso 可以让我们实时精确跟踪目标位置并投照处分剂量,并尽可能减少对膀胱和直肠的照射。”意大利米兰仁爱研究医院放射治疗和放射外科部门主管 Marta Scorsetti 说道。

在参与该研究的5个欧洲医疗中心中,有3个位于瑞士(库尔、 日内瓦和苏黎世),另外2个位于意大利(米兰和维罗纳)。 本试验计划于 2017 年 6 月至 2018 年 12 月进行。

预期用途摘要

Calypso 系统(包括其配套的软组织 Beacon 传感器)旨在调整和/或监测患者治疗中与辐射束的相对位置。 由于治疗期间会出现目标运动,Calypso 系统也可通过打开和关闭射束(“门控”)来调整瓦里安和西门子放射系统的治疗射束。 软组织 Beacon 传感器作为 Calypso 系统的一部分,可永久植入前列腺腺体、前列腺窝以及软组织中,用于监测患者位置。

重要安全信息

植入式Beacon传感器可能会发生位移,滑出人体或者移动到体内的不同部位。 植入软组织Beacon传感器相关的最常见的副作用为通常是短暂的,可能包括但不限于:疼痛、出血和感染。 这些副作用在某些患者身上可能表现较为严重。 Calypso 系统及其关联的软组织Beacon传感器并非适用于所有患者。 患者应与医生讨论 Calypso 系统及其关联的Beacon传感器的潜在副作用、副作用的严重程度,以及益处,确保这种系统适合于患者。

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1. Sandler HM, Liu PY, Dunn RL, et al. Reduction in patient-reported acute morbidity in prostate cancer patients treated with 81-Gy intensity-modulated radiotherapy using reduced planning target volume margins and electromagnetic tracking: assessing the impact of margin reduction study. Urology 2010;75(5):1004-8.

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