The role of the fractionated stereotactic radiotherapy Presentation of experiences of implementation and new treatment techniques Adam Maciejczyk Zakład Teleradioterapii Dolnośląskiego Centrum Onkologii we Wrocławiu
ROZWÓJ RADIOTERAPII w Dolnośląskim Centrum Onkologii we Wrocławiu 1997 radioterapia konformalna klasyczna technika 3D 2002 technika IMRT 2008 TBI 2009 Radioterapia stereotaktyczna zmian w obrębie OUN (SRS) 2010 Radioterapia sterowana obrazem (IGRT) 2010 Radioterapia łukowa (technika VMAT) 2010 - Radioterapia stereotaktyczna zmian w obrębie całego ciała (SBRT) 2011 Radioterapia bramkowana (respiratory gating technika 4D) 2014 Połączenie techniki VMAT z techniką bramkowania
Wyposażenie Zakładu Teleradioterapii Wrocław Akceleratory (firmy Varian): 1 TrueBeam 3 akceleratory wysokoenergetyczne (VMAT, OBI) 1 akcelerator o energii 6MV (EPID) Symulatory/CT: 2 symulatory Aquity 1 CT-symulator (4D) Legnica (filia) Akceleratory 2 akceleratory wysokoenergetyczne (VMAT, OBI) 1 CT-symulator Wrocław Liczba leczonych/rok: Teleradioterpia 3700 Brachyterapia 400 Leczenie radykalne 60% Doświadczenie w zakresie radioterapii stereotaktycznej: SRS OUN ok. 300 pts SBRT płuc ok. 40 pts SBRT w innych lokalizacjach ok. 50 pts Legnica Otwarcie 1.10.2014
Wyposażenie Zakładu Teleradioterapii (Wrocław/Legnica) System BrainLab do radioterapii stereotaktycznej (z systemem planowania iplan) od 2009 roku Akcelerator TrueBeam(2013) 6 akceleratorów wyposażonych jest w opcje IMRT 4 akceleratory wyposażone są w VMAT Stacje do planowania leczenia (lekarskie i fizyczne) Pełne wyposażenie działu dozymetrycznego Zakładu Fizyki Medycznej weryfikacja i kontrola procesu planowania i leczenia
Radioterapia stereotaktyczna park maszynowy Nie udowodniono różnic w efekcie działania poszczególnych aparatów Różnice są, głównie w zakresie funkcjonalności sprzętu Gamma knife Jedynie SRS zmian w obrębie OUN Cyberknife Jedynie techniki stereotaktyczne (SRS i SBRT) Akceleratory liniowe (wyposażony w mmlc, VMAT, gating, FFF) Wszystkie techniki napromieniania! duża oszczędność czasu - ekspozycja trwa klika minut!!!
Zastosowanie SBRT guzy pierwotne i wtórne płuc guzy pierwotne i przerzuty do wątroby przerzuty do kości przerzuty do nadnerczy guzy trzustki
Radioterapia stereotaktyczna z wykorzystaniem techniki bramkowania (4D) - zastosowanie Rak płuca Wczesne postacie stopień zaawansowania I i II Ponowne napromienianie np. okolicy wznowy miejscowej Napromienianie przerzutów do płuc Guzy wątroby Przerzuty do wątroby Rak pierwotny wątroby
SBRT raka płuca Postęp technologiczny pozwolił na bezpieczne podanie wysokiej dawki na guz Kontrola miejscowa > 90% Dobra tolerancja leczenia (zależność od lokalizacji zmiany i sposobu frakcjonowania) Skrócenie czasu leczenia poprawia komfort pacjenta
Analiza wpływu zastosowania SBRT na przeżycie (analiza populacyjna) u starszych pacjentów (w wieku > 75 r.ż.!) w I st. zaawansowania choroby Oceniono 875 pacjentów! Analizowano przeżycia u pacjentów leczonych w 3 okresach rozpoczynając od momentu rutynowego wprowadzenia bad PET/CT 1999-2001 era przed SBRT 2002-2004 era przejściowa 2005-2007 era pełnego dostępu do SBRT SBRT w raku płuca poprawiło wyniki leczenia u pacjentów w I st. zaawansowania choroby o 16% W okresie bezpośrednio po leczeniu znamiennie większa śmiertelność pacjentów leczonych operacyjnie Palma D., JCO 2010, ASTRO 2010, Amsterdam, Holandia
Cała grupa Operacja RT Brak terapii Palma D., JCO 2010, ASTRO 2010, Amsterdam, Holandia
RT stereotaktyczna (SBRT) vs lobektomia (Video Assisted Thoracoscopic Surgery ) analiza z wykorzystaniem propensity score matching W każdej z grup zestawiono po 64 pacjentów (T1i T2) Wyniki: Local Control wyniki lepsze u pacjentów leczonych SBRT (p=0,027) Po 1 roku 96,8% (SBRT) vs 86,9% (VATS) Po 3 latach 93,8% (SBRT) vs 82,6% (VATS) Distant Control widoczna tendencja na korzyść SBRT ale brak znamienności statystycznej (p=0,06) Po 1 roku 91,6% (SBRT) vs 81,7% (VATS) Po 3 latach 85,2% (SBRT) vs 65,65% (VATS) OS brak różnic ale w obu grupach bardzo dobre wyniki Senan S VU University Medical Center, Amsterdam
SBRT czy resekcja klinowa? Decker R., Yale Cancer Center Wykład edukacyjny ASTRO 2010
Właściwa kwalifikacja pacjenta do leczenia jest kluczowym momentem - decyduje o bezpieczeństwie i efektywności stosowanej terapii
SBRT raka płuca podstawowe wyposażenie staging oparty o badanie PET-CT 4D CT! Algorytm AAA CBCT gating nie jest niezbędny
Fig. 1 Planowanie leczenia SBRT raka płuca 4D CT Underberg et al.: International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 2004 60, 1283-1290
Fig. 1 Planowanie leczenia wyznaczanie obszaru napromieniania (a) separate phases of the four-dimensional CT, (b) maximum intensity projection, (c) minimum intensity projection (d) mean intensity projection. Konieczne jest zapewnienie odpowiedniej funkcjonalności oprogramowania tomografu komputerowego International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 2005 63, 253-260
Fig.1 Planowanie leczenia rodzaje obszarów do napromieniania International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 2008 70, 1229-1238DOI: (10.1016/j.ijrobp.2007.11.042)
Najbardziej zasadne jest stosowanie zaawansowanych algorytmów w planowaniu SBRT w obrębie płuc Prof.. C.W. Stevens, H.Lee Moffitt Cancer Center, Prof.. I.J.Chetty, Henry Ford Health System, Detroit wykład edukacyjny ASTRO 2012
Przy zmianie energii (6 vs 18 MV) i stosowaniu algorytmu AAA zmienia się rozkład dawki w obrębie guza Rekomendowane jest stosowanie energii 6 MV
Zastosowanie technik obrotowych (VMAT) w SBRT jest bardzo efektywne i funkcjonalne Skrócenie czasu napromieniania nie tylko poprawia komfort pacjenta ale również zwiększa precyzję terapii Prof.. C.W. Stevens, H.Lee Moffitt Cancer Center, Prof.. I.J.Chetty, Henry Ford Health System, Detroit wykład edukacyjny
Wydłużony czas napromieniania pogarsza jakość leczenia kolejny argument na korzyść techniki VMAT Różnica w ułożeniu prostaty (Calypso): >3mm in 1:8 ptspo 5 min >3mm in 1:4 ptspo 10 min K.M. Langen et al.: Observations on Real-Time Prostate Gland Motion Using Electromagnetic Tracking International Journal of Radiation Oncology Biology Physics Volume 71, Issue 4, Pages 1084-1090
Fig. 5 Niezbędna jest ostrożność przy kwalifikacji pacjentów do SBRT nie każdy pacjent potrafi współpracować z zespołem W badaniu wykazano grupę pacjentów ze szczególną skłonnością do ruchomości w trakcie leczenia Należy obserwować tego typu skłonności i odpowiednio zaplanować leczenie K.M. Langen et al.: Observations on Real-Time Prostate Gland Motion Using Electromagnetic Tracking International Journal of Radiation Oncology Biology Physics Volume 71, Issue 4, Pages 1084-1090
Jaką stosować dawkę i jak frakcjonować?
Porównanie zastosowanych w poszczególnych badaniach klinicznych dawek nie jest prosty różnice w algorytmach obliczeniowych oraz w sposobie normalizacji dawki Dawka może być przepisana na izocentrum lub na izodozę %. W przypadku przepisania dawki na daną izodozę: d iso = d przepisana / %izodoza np. 20 Gy na izodozę 80% = 25 Gy na izocentrum (d iso = 20 Gy/ 0,8 = 25 Gy)
Jak porównać różne metody leczenia? BED dawka efektywna biologicznie: model liniowo-kwadratowy (LQ) przy wysokich dawkach frakcyjnych (SBRT) przeszacowuje BED, wtedy lepiej sprawdza się model wielu tarcz; multitarget model błędnie oszacowuje wpływ małych dawek frakcyjnych; universal survival curve (USC) nowa metoda pośrednia między LQ i modelem wielu tarcz (multitarget), bazująca na ich doświadczeniach z liniami komórkowymi NSCLS; EQD2 ekwiwalentna dawka frakcjonowana po 2 Gy (w modelu LQ); SED standardowa dawka efektywna (ekwiwalent dawki frakcjonowanej po 2 Gy w modelu USC);
Model liniowo kwadratowy (LQ) BED LQ = d [1 + (d/n) / (α/β)] EQD2 = d[(α/β + d/n) / (α/β + 2)] d dawka całkowita n liczba frakcji za α/β przyjęto wartość 8,6 (zgodnie z raportami na temat 12 linii komórkowych NSCLC z National Cancer Institute)
Universal survival curve (USC) D 0 parametr opisujący ostatnią pochyłość krzywej przeżycia D q dawka kwazi-progowa/ x-podstawiona n liczba frakcji Za dawkę przejściową (D T ) między modelem LQ i multitarget przyjęto dawkę frakcyjną = 6 Gy.
Universal survival curve (USC) c.d. SED = (1/α x D 0 ) x ([d n x D q ] / [1 + d CFRT / α/β]) d CFRT = 2 (aby uzyskać USC-przewidzianą dawkę dla frakcjonowania po 2 Gy); D q dawka kwazi-progowa/ x-podstawiona; D 0 parametr opisujący ostatnią pochyłość krzywej przeżycia; α/β = 8,6; n liczba frakcji Powyższej formuły używano dla dawek frakcyjnych >5 Gy.
N.Mehta et al.: Stereotactic body radiation therapy and 3-dimensional conformal radiotherapy for stage I non-small cell lung cancer: A pooled analysis of biological equivalent dose and local control. Practical Radiation Oncology, Volume 2, Issue 4, Pages 288-295, 2012
Wyniki leczenia zależą od wysokości zastosowanej dawki BED 100 Gy LC i współczynniki przeżycia lepsze niż gdy BED < 100 Gy W praktyce wybór sposobu frakcjonowania uzależniamy od rozkładu dawki w narządach krytycznych
Krzywe zależności dawka odpowiedź guza (oparte na modelu LQ lub USC) mogą być przydatne przy wyborze sposobu frakcjonowania. Model USC różni się od LQ w przewidywaniu BED, ale różnica ta jest mało znacząca przy wyższych dawkach terapeutycznych, wymaganych do uzyskania kontroli guza > 90% W praktyce wybór sposobu frakcjonowania SBRT oparty jest o wytyczne zawarte w protokołach przeprowadzonego badania klinicznego SBRT płuca - badanie kliniczne ROSEL SRS OUN badanie kliniczne EORTC 9508
Tolerancja zdrowych organów Brak możliwości realizacji bezpiecznego planu leczenia wymaga modyfikacji schematu leczenia
SBRT raka płuca lokalizacja centralna zmiany Możliwe jest bezpieczne przeprowadzenie SBRT w tej lokalizacji
SBRT raka płuca lokalizacja centralna zmiany technika napromieniania (VMAT)
SBRT guza obwodowego płuca rozkład dawki
SBRT raka płuca czas trwania terapii 50Gy w 5 fr. Czas na aparacie 20-30 minut Czas trwania ekspozycji około 3 minuty
SBRT raka płuca u pacjenta po 5 latach od radykalnej pulmonektomii plan leczenia
SBRT raka płuca u pacjenta po 5 latach od radykalnej pulmonektomii plan leczenia
SBRT raka płuca u pacjenta po 5 latach od radykalnej pulmonektomii czas trwania terapii 60Gy w 8 fr. Całkowity czas leczenia 17 dni Czas trwania ekspozycji około 3 minuty
Figure Dobra jakość życia pacjentów po SBRT raka płuca Slotman et al.: International Journal of Radiation Oncology Biology Physics 2006 66, S133-S134
Radioterapia przerzutów do płuc coraz więcej doniesień
Protonoterapia w raku płuca nadzieja?
SBRT zmian w obrębie kręgosłupa ograniczone wskazania (wybrane sugestie zawarte w rekomendacjach ASTRO) Przewidywany okres przeżycia > 3 miesięcy Konieczna diagnostyka zmiany za pomocą MRI Przeprowadzona wcześniej RT (ale w dawce <45-Gy) W przypadku jedynej zmiany nowotworowej potwierdzenie histopatologiczne zmiany! Zmiany nieoperacyjne Wznowa po przebytym leczeniu chirurgicznym Unikać stosowania w guzach relatywnie wrażliwych na napromienianie (np. szpiczak mnogi) Lutz S et al.: Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys., Vol. 79, No. 4, pp. 965 976, 2011
SBRT zmiany w obrębie kręgu lędźwiowego rozkład dawki w stosunku do aorty
Aortic Dose Constraints when Reirradiating Thoracic Tumors Jaden D. Evans, B.S. *,, Daniel R. Gomez, M.D. *, Arya Amini, M.D. *, Neal Rebueno, C.M.D. *, Pamela K. Allen, Ph.D. *, Mary K. Martel, Ph.D., Justin M. Rineer, M.D., K. Kian Ang, M.D., Ph.D. *, Sarah McAvoy, M.D. *, James D. Cox, M.D. *, Ritsuko Komaki, M.D. *, and James W. Welsh, M.D. * * Department of Radiation Oncology, The University of Texas MD Anderson Cancer Center, Houston, Texas Toksyczność ze strony aorty Maksymalna dawka (zbiorcza z wszystkich etapów leczenia) którą otrzyma aorta nie powinna przekraczać 119 Gy
SBRT zmiany w obrębie kręgu lędźwiowego technika napromieniania (VMAT)
SBRT zmiany w obrębie kręgu lędźwiowego weryfikacja ułożenia (fuzja CT/CBCT)
SBRT zmiany w obrębie kręgu lędźwiowego czas trwania terapii 30Gy w 5 fr. Czas na aparacie 15-30 minut (pierwsza ekspozycja dłuższa) Czas trwania ekspozycji około 2 minuty
SBRT przerzutów do wątroby Dawka = 52,5-75 Gy/ 3 fr. (a) Kontrola miejscowa po SBRT. (b) Przeżycie całkowite po SBRT. Dla nieresekcyjnychguzów wątroby SBRT może być rozważana jako efektywna, bezpieczna (przy zachowaniu pewnych warunków) oraz nieinwazyjna opcja terapeutyczna, ze znakomitymi wskaźnikami kontroli miejscowej i niską toksycznością związaną z leczeniem. Scorsetti et al.: Is Stereotactic Body Radiation Therapy an Attractive Option for Unresectable Liver Metastases? IntJ Radiation OncolBiolPhys, Vol. 86, No. 2, pp. 336-342, 2013
SBRT zmian w obrębie wątroby plan leczenia Pacjentka, lat 60, z rozpoznaniem raka piersi i pojedynczym przerzutem do wątroby, który nie reagował na chemioterapię. D.C.= 45 Gy/ 5 fr., technika VMAT z wykorzystaniem 2 łuków. Tolerancja leczenia bardzo dobra!
SBRT zmian w obrębie wątroby technika napromieniania (VMAT + gating )
SBRT zmian w obrębie wątroby czas trwania terapii 45Gy w 5 fr. Czas na aparacie 30-45 minut Czas trwania ekspozycji 7-17 minut
SBRT guzów trzustki Wyniki leczenia nowotworów trzustki nadal pozostają złe. Często występują przerzuty (co podkreśla istotną rolę leczenia systemowego). SBRT pozwala na lepszą miejscową kontrolę guza, wydłużenie czasu przeżycia, skrócenie czasu leczenia (z 5-6 tygodni do 3-5 dni) oraz zmniejszenie zakłóceń w podawaniu chemioterapii, w porównaniu ze standardową radioterapią. Nicholas Trakul, MD, PhD, Albert C. Koong, MD, PhD, and Daniel T. Chang, MD: Stereotactic Body Radiotherapy in the Treatment of Pancreatic Cancer; Semin Radiat Oncol 24:140-147.
SBRT tzw. oligoprzerzutów wielomiejscowych Istnieje grupa chorych z ograniczoną liczbą i umiejscowieniem zmian, u których dochodzi do wolnej progresji i SBRT może przynieść im korzyść. Pacjenci z 1 5 przerzutami mogą być bezpiecznie leczeni na liczne lokalizacje ciała z użyciem SBRT. Niektórzy chorzy z nieoperacyjnym leczeniem ukierunkowanym na przerzuty mogą pozostać wolni od aktywnej, mierzalnej choroby. Istotny jest odpowiedni dobór pacjentów (lepsze wyniki u pacjentów z 1 3 przerzutami niż z 4 5 guzami) Joseph K. Salama, MD; Michael D. Hasselle, MD; Steven J. Chmura, MD, PhD; Renuka Malik, MD; Neil Mehta, MD; Kamil M. Yenice, MD; Victoria M. Villaflor, MD; Walter M. Stadler, MD; Philip C. Hoffman, MD; Ezra E.W. Cohen, MD; Philip P. Connell, MD; Daniel J. Haraf, MD; Everett E. Vokes, MD; Samuel Hellman, MD; and Ralph R.Weichselbaum, MD: Stereotactic Body Radiotherapy for Multisite Extracranial Oligometastases; Cancer 2012;118:2962-70.
SBRT oligoprzerzutów wielomiejscowych 1-3 przerzutów 4-5 przerzutów 61 chorych z 113 przerzutami włączono między listopadem 2004, a listopadem 2009 do prospektywnego badania eskalacji dawki promieniowania. Średni czas badań kontrolnych wynosił 20,9 miesięcy. Pacjenci dobrze tolerowali leczenie. Maksymalna dawka promieniowania nie została osiągnięta w żadnej kohorcie. U 11 pacjentów (18,3%) nie doszło do progresji. 1 i 2-letnie przeżycia wolne od progresji wyniosły 33,3% (95% CI, 22.8-46.1) i 22% (95% CI, 12.8-34.4). Przeżycia 1 i 2-letnie wyniosły 81,5% (95% CI, 71.1-91.1) i 56,7% (95% CI, 43.9-68.9). U 72% pacjentów, u których doszło do progresji, choroba rozwinęła się w ograniczonych (1-3) lokalizacjach.
CLINICA L INV ESTIGATION Fig. 5 B r ain DIFFERENCES IN CLINICAL RESULTS AFTER LINAC-BASED SINGLE-DOSE RADI OSURGERY VERSUS FRACTI ONATED STEREOTACTI C RADI OTHERAPY FOR PATIENTS WITH VESTIBULAR SCHWANNOMAS STEPHANIE E. COMBS, M.D., THOMAS WELZEL, M.D., DANIELA SCHULZ-ERTNER, M.D., PETER E. HUBER, M.D., PH.D., AND JÜRGEN DEBUS, M.D., PH.D. Department of Radiation Oncology, University of Heidelberg, Im Neuenheimer Feld 400, 69120 Heidelberg, Germany; and Clinical Cooperation Unit Radiation Oncology, German Cancer Research Center (DKFZ), Im Neuenheimer Feld 280, 69120 Heidelberg, Germany FSRT vs SRS: LC N.S. FSRT mniejsza toksyczność
Podsumowanie Radioterapia stereotaktyczna otworzyła nowe możliwości terapeutyczne w zakresie leczenia wielu nowotworów Dynamiczny rozwój SBRT odnotowano po wprowadzeniu bezpiecznych technik frakcjonowanej SBRT
Właściwa kwalifikacja pacjenta do leczenia jest kluczowym momentem - decyduje o bezpieczeństwie i efektywności stosowanej terapii
Stały postęp w zakresie rozwoju radioterapii (szczególnie technik stereotaktycznych) możliwy jest jedynie dzięki ścisłej współpracy całego zespołu specjalistów: Lekarzy (radioterapeutów, radiologów, medyków nuklearnych) Fizyków(planujących i weryfikujących plany leczenia, dozymetrystów) Techników (obsługujących aparaty terapeutyczne, uczestniczących w procesie kontroli procesu leczenia) Osoby współpracujące (pielęgniarki, sekretarki, psycholog, psychoterapeuta itd.)
Komisje interdyscyplinarne zajmujące się kwalifikacją pacjentów do leczenia (z udziałem radioterapeutów) są szansą na poprawę dostępności do nowoczesnej radioterapii
Zwiększenie dostępu do radioterapii stereotaktycznej w regionie województwa dolnośląskiego: populacja: 2 800 000 ośrodek macierzysty we Wrocławiu 5 (6) aparatów megawoltowych 2 TK/symulatory filiaw Legnicy pełna integracja 2 aparaty megawoltowe(vmat, IMRT, OBI) 1 TK/symulator wspólna elektroniczna historia choroby wspólny system zarządzania procesem leczenia