Novel Radiotherapy Approaches Κ. Τσαμασιώτη Ακτινοθεραπευτής ΟγκολόγοςΝοσ. «ΥΓΕΙΑ» HellenicMultidisciplinary Conference on Head & Neck Cancer
Radiotherapy Treatment of diseases utilizing ionizing radiation beams of ionizingradiation (external beam radiotherapy) radioactive sources inserted into the tissues (interstitial brachytherapy) or in body cavities(intracavitary brachytherapy) Deliver as high a radiation dose to a tumor as possible Minimize the dose to normal tissues
Από το 2D 3D Conformal IMRT
Από το 2D 3D 2D APPA PDmax 50Gy /2Gy 3D 3 Fields PDmax > 50Gy
Από το 3D Conformal IMRT
Το IMRT ή Ακτινοθεραπεία Διαμορφούμενης Έντασης είναι μια τεχνική που επιτρέπει την ταύτιση της περιοχής υψηλής δόσης με την περιοχή του όγκου Το IMRT είναι μια εξέλιξη της τρισδιάστατης σύμμορφης ακτινοθεραπείας Μπορεί ναδημιουργήσει πολύπλοκουςκαι κοίλουςστόχους Μπορεί ναπροστατέψει καλύτερα τους υγιείς ιστούς Αυτό επιτρέπει την αύξηση της δόσης Μπορεί να βελτιώσει την ομοιογένεια και τη συμμορφία της δόσης Επιτρέπει την εφαρμογή του ταυτοχρόνου boost (Simultaneous integrated boost)
Optimization = dialogue of coverage vs. constraints
Κλινικά Σημαντικό; Applications Intentionally inhomogeneous dose distributions Coverage of concave PTV with better sparing of OAR Better coverage of tumors near critical structures Re-irradiation Compensation of plans Examples SIB Prostate (rectum) Head & neck (spinal cord) Nasopharyngeal, prostate Head & neck Brachytherapy Συμβατικές δόσεις με μικρότερη τοξικότητα Μεγαλύτερες από τις συμβατικές δόσεις χωρίς αυξημένη τοξικότητα
Συμβατική Ακτινοθεραπεία Παράδειγμα : H & N
3D Conformal
IMRT Simultaneous integrated boost
3D Conformal IMRT
Επιστημονικά δεδομένα : 4 RCT Study Organ IMRT / non-imrt Primary endpoint Other endpoints IMRT Non-IMRT p Nutting 2011 (PARSPORT) oropharynx hypopharynx 47 / 47 Xerostomia 2 (2y) Acute fatigue 2y OS 29% 74% 78% 83% 41% 76% > 0,001 0,002 NS Kam 2007 nasopharynx 28 / 28 Xerostomia 2 (1y) 39% 82% 0,001 Gupta 2012 Rathod 2013 oropharynx hypopharynx larynx 32 / 28 Acute xerostomia 2 Xerostomia 2 (2y) SC fibrosis (2y) 3y OS QOL 59% 23% 14% 71% better 89% 59% 56% 68% 0,003 0,02 0,005 NS <0,05 Pow 2006 nasopharynx 46 / 50 Saliva flow QOL better better 0,002 <0,001
meta-analysis 8 studies - 3570 participants,1541 patients in the IMRT group & 2029 in the 2D-RT or 3D-CRT group IMRT group better 5-year OS and tumor LC late xerostomia significantlylowerwith IMRT radiation-induced chronic toxicities rate of trismus and temporal lobe neuropathy also significantly lower in the IMRT group
Reirradiation Reirradiation in H&N : favorable outcome but increased toxicity IMRT has been shown to reduce toxicity and improve disease control. Novel radiotherapy techniques, including SBRT, are under active study TOXICITY
Μειονεκτήματα του IMRT Επιτακτική ανάγκη για ακριβή σχεδιασμό Ανάγκη για IGRT High doses in close proximity of OAR Higher risk of injury Low dose bath Κόστος
Conventional RT Dose coverage Cgoes beyond the target IMRT High doses EXACTLY track the target!!
Από το IMRT VMAT
Classic IMRT Step and shoot Sliding window Rotational IMRT VMAT Tomotherapy
IMRT vs. VMAT Ίδια κάλυψη του PTV, παρόμοια ομοιογένεια και συμμορφία Ανάλογη αποτελεσματικότητα στην προφύλαξη των υγιών ιστών Μικρότερη συνολική μέση δόση στο σώμα με το VMAT σε κάποιες μελέτες IMRT 15min VMAT 1-3min
Συμπεράσματα IMRT / VMAT To IMRT / VMAT είναι εξελιγμένες τεχνικές που έχουν δοκιμαστεί περιορισμένα σε τυχαιοποιημένες μελέτες - μειωμένη τοξικότητα (Η&Ν) - OS : λίγα δεδομένα Η χρήση τους πρέπει να γίνεται με προσοχή και να εξατομικεύεται, ζυγίζοντας τα υπέρ και τα κατά, ανάλογα με το μέρος του σώματος, τα χαρακτηριστικά του ασθενούς και το σκοπό της θεραπείας Είναι πιο πολύπλοκες, δαπανηρές και απαιτητικές σε χρόνο, ανθρώπινο δυναμικό, εκπαίδευση και μέσα Δε χρειάζονται όλες οι θεραπείες το υψηλότερο επίπεδο ακρίβειας που μπορούμε τεχνολογικά να επιτύχουμε και οικονομικά να αντέξουμε
Image-Guided Radiotherapy (IGRT) Απεικονιστικά Καθοδηγούμενη Ακτινοθεραπεία Ο συνδυασμός Διαγνωστικής τρισδιάστατης απεικόνισης με Υψηλή συμμορφία στη χορήγηση της θεραπείας σε ένα μηχάνημα με σκοπό την απόλυτη ακρίβεια
IGART Image Guided Adaptive Radiation Therapy
The Future of Radiotherapy? Personalised Radiotherapy Individualised plan Image-guided RT Plan adaptation as required Image Guided Adaptive Radiation Therapy
Η CT σχεδιασμού προ θεραπείας είναι μόνο μια στιγμή ενός δυναμικού / ετερογενούς βιολογικού συστήματος Συνεχώς αλλαγές από μέρα σε μέρα στην : Θέση του ασθενούς Κίνηση των οργάνων Ανταπόκριση του όγκου That s way we desperately need adaptation
Reduction in systematic error Reduction in treatment margins Reduction in dose to critical structures Reduction of toxicity
Large Tumor Regression Substantial tumor reduction during treatment Allowed head to roll clockwise inside the mask Tumor Regression Patient Centerline >7-mm Lateral Systematic Error and 5 o Roll
Plan of the day
Biologically targeted adaptive therapy Adaptive RT Modifying original prescription based on up-to-date biological information of the target ( response?) Further reduction in target volume C. Ling et al. IJROBP Vol. 47 No. 3 p551, 2000
Στερεοταξία Stereo = 3 dimensional space & Taxis = to arrange
Stereotactic radiosurgery = SRS Brain 1 session Stereotactic body radiotherapy = SBRT Body Fractionated (1-5 sessions) Fractionated stereotactic radiotherapy = FSRT Body & Brain Fractionated Small number of fractions High dose per fraction High biological dose (ablative) High precision / advanced imaging procedure Extremely conformal dosimetry with sharp gradients from high to low dose regions SRT is the result of technological advances in patient/tumor immobilization, image guidance, and treatment planning and delivery.
SRT modalities Gamma knife LINAC Cyberknife Tomotherapy
Gamma Knife Designed for brain tumors (4mm 4cm target) 192 cobalt sources, gamma rays Energy : 1,25MeV Helmet 1(-3) session Isocentric
Cyberknife o Brain & body o Energy 6MV o Robotic table and accelerator arm o Image guidance tracking o Frameless o Non isocentric o Several degrees of freedom o No posterior beams o Long treatment times
Tomotherapy Irradiation delivered slice-by-slice Beam rotates around the body of the patient and simultaneously the treatment couch moves into the gantry
Cranial Malignant (gliomas, brain metastases) Benign (acoustic neurinomas, pituitary adenomas, arteriovenous malformations, trigeminal neuralgia, Parkinson, seizures etc.) Clinical indications meningioma Extracranial Lung Abdomen : liver, pancreas, kidney, adrenal glands Spinal / Paraspinal Oligometastases AVM
FSRT Fractionated Stereotactic Body & Brain Radiation Therapy
No RCT Most evidence on lung SBRT SABR has achieved primary tumor control rates and overall survival, comparable to lobectomy and higher than 3D-CRT in nonrandomized and population-based comparisons in medically inoperable or older patients STARS : Stereotactic Ablative Radiotherapy (SABR) in Stage I Non-small CellLung Cancer PatientsWho Can Undergo Lobectomy Currently recruiting 50Gy in 4 fractions for central tumor, or 54Gy in 3 fractions for peripheral tumor Primary endpoint : OS ROSEL : closed prematurely because of poor accrual
20Gy x 3fr 12Gy x 5fr 6Gy x 10fr
Oligometastases Standard treatment for metastatic Ca = systemic therapy Subset of patients with limited metastatic sites (oligometastatic) = local treatment? (SBRT ) Oligometastatic Definition: A limited number of clinically detectable metastatic tumours where the extent of disease exists in a transitional state between localized and widespread systemic disease
Brain metastases 7Gy x 5fr 8Gy x 5fr 3Gy x 8fr as a boost to WBRT
Adrenal metastasis 12Gy x 3fr 4Gy x 4fr 5Gy x 5fr
Respiratory Motion Control forced shallow breathing with abdominal compression accelerator beam gating with the respiratory cycle dynamictumor tracking withfiducials active breathing control (ABC)
Active Breathing Control
Breast Cancer Treatment
HDR Brachytherapy Ir192
Image-Guided Adaptive Brachytherapy
Protons
παιδί 5 ετών με πρωτοπαθή όγκο εγκεφάλου Protons: no low dose bath to entire brain
Medulloblastomain children
Καρκίνος προστάτη
Περισσότερα δεδομένα : οφθαλμικό μελάνωμα
Guidelines for proton therapy o Υποσχόμενα έχοντας υπόψη την κατανομή της δόσης o Αποδεδειγμενο όφελος : μεγάλα οφθαλμικά μελανώματα, χόρδωμα / χονδροσάρκωμα, αδενοκυστικό καρκίνωμα o Εγκεκριμένες εφαρμογές : όγκοι εγκεφάλου (και άλλοι όγκοι) σε παιδιά, όγκοι δίπλα στο Ν.Μ., κάποιες επανακτινοβολήσεις o Για τις περισσότερες περιοχές δεν υπάρχουν αρκετά δεδομένα συνιστάται η συμμετοχή σε κλινικές μελέτες και εξατομικευμένη προσέγγιση
MR Guided Radiotherapy Philips, Elekta ViewRay
Ευχαριστώ!