Avanceret billeddannelse ved strålebehandling af rygsøjlen: En patients guide til CT og MR-scanning til målrettet behandling

Indholdsfortegnelse

• Introduktion: Forståelse af spinale metastaser
• Konventionel strålebehandling versus stereotaktisk kropsstrålebehandling
• Billeddannelses rolle i patientudvælgelse til SBRT
• Præ-SBRT billeddannelse: Forberedelse til behandling
• Behandlingsplanlægningsbilleddannelse: Præcis kortlægning
• Kildeinformation

Introduktion: Forståelse af spinale metastaser

Rygsøjlen er den tredjehyppigste lokalisation for kræftspredning (metastasering) efter lunger og lever. Spinale metastaser stammer oftest fra lunge-, prostatakræft og brystkræft, men stort set enhver kræfttype kan sprede sig til rygsøjlen. Ifølge obduktionsstudier udvikler cirka 70% af patienter med brystkræft og prostatakræft spinale metastaser.

Denne høje forekomst skyldes, at ryghvirvler indeholder rigeligt rødt knoglemarv og har et unikt blodkar-netværk, der letter kræftspredning via blodbanen. Når kræft spreder sig til rygsøjlen, kan det forårsage invalidiserende rygsmerter og nedsætte livskvaliteten gennem flere mekanismer.

Smerter kan skyldes patologiske knoglebrud (VCF), hvor svækkede knogler kollapser, eller komprimerede nerver på grund af tumorudbredelse. I op til 20% af tilfældene kan metastatisk epidural rygmarvskompression (MESCC) forekomme, hvilket udgør en akuttilstand, der kræver øjeblikkelig behandling ved neurologiske symptomer.

Behandlingsmuligheder for spinale metastaser omfatter stråleterapi, kirurgi (både åben og minimalinvasiv), neurointerventionelle procedurer og kombinationsbehandlinger – især dekompressiv kirurgi med stabilisering efterfulgt af målrettet strålebehandling.

Konventionel strålebehandling versus stereotaktisk kropsstrålebehandling

Strålebehandling gavner de fleste patienter med spinale metastaser. Forskning viser, at en kombination af kirurgi og strålebehandling giver bedre resultater end strålebehandling alene hos udvalgte patienter med metastatisk epidural rygmarvskompression (MESCC).

Stereotaktisk kropsstrålebehandling (SBRT) er blevet en etableret behandling for spinale metastaser, med stigende evidens for dens effektivitet til lokal symptombedring og sygdomskontrol. Næsten 50% af stråleonkologer anvender nu SBRT i deres daglige praksis.

SBRT anvender avancerede teknikker til at levere høje, tumorødelæggende stråledoser til målvævet, samtidig med at stråleeksponering af omkringliggende normale organer minimeres. Denne tilgang har vist lovende resultater som:

• Primærbehandling for nye diagnoser
• Behandling efter fiasko med konventionel strålebehandling (cEBRT)
• Behandling af resttumor efter kirurgi
• Behandling af godartede spinale tumorer

SBRT opnår imponerende resultater på tværs af forskellige behandlingsscenarier:

• Smerteresponsrate: 74,3% af patienter oplever signifikant smertereduktion
• Lokal kontrolrater:
  • Primærbehandling: 80-95% tumorkontrol
  • Postoperativ behandling: 70-100% tumorkontrol
  • Genbestrålingsbehandlinger: 66-93% tumorkontrol

På trods af disse fremragende resultater forekommer lokale recidiver efter SBRT, hovedsageligt i epiduralrummet (området omkring rygmarven). Risikoen for lokal fiasko korrelerer stærkt med den præ-SBRT Epidural Rygmarvskompression (ESCC) score:

• Ingen epidural sygdom (grad 0): 5% lokal fiaskorate
• Lavgradet epidural sygdom (grad 1a–c): 19% lokal fiaskorate
• Højgradet epidural sygdom (grad 2/3): 30% lokal fiaskorate

Disse højere fiaskorater kan skyldes, at stråleonkologer er nødt til at underdosere epidural sygdom for at overholde rygmarvssikkerhedsgrænser, eller at metastaser med epidural udbredelse kan være biologisk mere aggressive.

Konventionel strålebehandling (cEBRT) leverer typisk op til 5 Gy per fraktion, mens SBRT leverer højere biologisk effektive doser i 1 til 5 fraktioner til et mere præcist defineret målområde. Den distinkte geometri og stejle stråledosegradienter i SBRT bidrager signifikant til dens terapeutiske effekt sammenlignet med konventionel strålebehandling.

Mens disse stejle dosegradienter skåner områder uden for behandlingsfeltet, kan positionsvariationer så små som en millimeter resultere i uønskede effekter på normale kritiske væv. Af denne grund forbliver cEBRT foretrukken for patienter med dårlig generel helbredsstatus og prognose, herunder dem med symptomatisk udbredt metastatisk sygdom, meget lave funktionsscores (Karnofsky performance status ≤40) eller forventet levetid under 2 måneder.

Billeddannelses rolle i patientudvælgelse til SBRT

Efter evaluering af patientens generelle prognose og sygdomsbyrde, vurderes metastatiske læsioner, der er kandidater til strålebehandling, ved hjælp af MNOP-algoritmen, som vurderer:

• Mekanisk stabilitet
• Neurologisk risiko
• Onkologiske parametre
• Foretrukken behandling

For at vurdere spinal stabilitet anvender klinikere Spinal Instability Neoplastic Score (SINS) kriterierne, som inkluderer seks billeddannelses- og kliniske træk scoreret fra 0-18:

• Smertertype (ingen, ikke-mekaniske eller mekaniske)
• Lokalisation af det involverede spinale segment
• Knogletæthed (blastisk, blandet eller lytisk)
• Omfang af vertebra involvering
• Posterolateral involvering (unilateral eller bilateral)
• Rygsøjlejustering

For SINS scores på 12 eller derover bør rygsøjlekirurger konsulteres om behovet for stabiliserende indgreb før SBRT. Den specifikke rolle af kirurgi for intermediære SINS scores forbliver et aktivt undersøgelsesområde, men konsultation anbefales.

Neurologisk risiko vurderes ved hjælp af Epidural Rygmarvskompression (ESCC) scoren, en billeddannelsesbaseret seks-kategories skala, der måler epidural metastatisk sygdom, der resulterer i rygmarvspåtrængning. Dette scoringssystem hjælper med at afgøre, om SBRT kan anvendes som primærbehandling med begrænset risiko for rygmarvsskade.

ESCC gradueringssystemet inkluderer:

• Grad 0: Ingen grov epidural sygdom
• Grad 1a: Tumorspredning til epiduralrum uden thecalposeindrykning
• Grad 1b: Tumor forårsager thecalposeindrykning uden rygmarvskontakt
• Grad 1c: Rygmarvskontakt uden kompression
• Grad 2: Rygmarvskompression uden fuldstændig cerebrospinalvæske rum obliteration
• Grad 3: Rygmarvskompression med fuldstændig cerebrospinalvæske rum obliteration

Når kombineret med kliniske og histopatologiske træk, giver ESCC scoren nyttig vejledning for spinal metastase terapi. ESCC scores på ≤1b repræsenterer optimale kandidater til primær SBRT. Den optimale behandling af ESCC 1c-3 tilfælde er specifik for hver situation, mens rygsøjler med ESCC scores på 2 eller 3 kan gennemgå kirurgisk intervention før SBRT for at undgå neurale komplikationer, afhængigt af tumorstrålefølsomhed.

For malign kræft med høj strålefølsomhed og/eller systemisk terapi (såsom lymfom og myelom) anbefales konventionel strålebehandling (cEBRT). Omvendt kan stråleresistente tumortyper (sarkom, melanom og nyrecellekarcinom) drage stor fordel af ablative SBRT doser, især når tumorbyrden er begrænset.

Patienter, der ikke kan gennemgå MR-scanning til præ-SBRT planlægning eller stråleterapivejledning, er ikke gode kandidater til SBRT. Sammenfattende foretrækkes SBRT for spinale metastaser til patienter med god generel prognose, herunder:

• Begrænset systemisk sygdom (oligometastatisk sygdom)
• Lille rygsøjleinvolveringssted (begrænset til 1-3 kontinuerlige spinale/paraspinale niveauer)
• Begrænset epidural sygdom (som graderet af ESCC scoren)
• Relativt stabil rygsøjle (som defineret af SINS kriterier)

I klinisk praksis rapporterer radiologer både SINS og ESCC scores for alle spinal metastase tværsnitsundersøgelser for at informere om behandlingsurgency og tilgange. For SINS rapporterer de generelt niveauet med den højeste score, når flere niveauer er involveret, mens for ESCC rapporteres hvert niveau med epidural sygdom.

Præ-SBRT billeddannelse: Forberedelse til behandling

Behandlingsplanlægning med præ-SBRT billeddannelse og tumordelineering er afgørende for at begrænse de ablative stråledoser præcist til målvolumen og forhindre utilsigtet overdosering af normale væv. Dette kræver præcis og reproducerbar patientpositionering.

For eksempel kan rygmarvsoverdosering forekomme ved meget små patientbevægelser (så små som 1 mm) eller hvis en epidural tumor berører eller komprimerer rygmarven. Stråleinduceret myelitis (rygmarvsbetændelse), selvom sjælden ved 0,4%, er en af de mest frygtede og invalidiserende sene post-SBRT komplikationer.

På de fleste institutioner gennemgår patienter præ-SBRT billeddannelse inden for en uge før behandling, helst så tæt som muligt på behandlingsdatoen. SPINE response assessment in Neuro-Oncology (SPINO) gruppen anbefaler at anvende både CT og konventionel MR-scanning i præ-SBRT billeddannelse.

CT-scanning er overlegen til at delineere knogleremodellering eller erosion af tumor og er nødvendig for SINS scoring, men har begrænset nøjagtighed i delineering af blødt væv og knoglemarvstumorinfiltration. SPINO konsensusretningslinjer anbefaler CT skive tykkelse på mindst ≤2 mm, helst ≤1 mm, til behandlingsplanlægning.

MR-scanning er guldstandarden billeddannelsesmodalitet til detektering og karakterisering af spinale metastaser og anbefales til præ-SBRT billeddannelse. Både for tilfælde af enkelte isolerede spinale metastaser og dem med multiple metastaser anbefales fuld rygsøjle MR-scanning, da det ikke er ualmindeligt at finde yderligere spinale læsioner.

Både 1,5-Tesla og 3-Tesla MR-scannere anvendes rutinemæssigt i klinisk praksis. De anbefalede MR-sekvenser til SBRT-planlægning er volumetrisk ikke-kontrastforstærket T1-vægtet og T2-vægtet billeddannelse. Sagittal T1-vægtet og STIR-sekvenser er normalt de mest informative uforstærkede MR-sekvenser til metastasedetektering.

Tredimensionel isotropisk volumetrisk MR-indhentning faciliterer fusion med CT til præ-SBRT planlægning. Med denne teknologi kan multiplan rekonstruktioner udføres uden billedkvalitetsforringelse. Nylige 3-D MR-accelerationsmetoder, såsom komprimeret sensing og AI-støjreduktionsrekonstruktioner, har vist billedkvalitetsfordelene ved 3-D over 2-D MR-scanning til SBRT-planlægning.

Behandlingsplanlægningsbilleddannelse: Præcis kortlægning

SPINO-gruppen råder til at inkorporere både CT og konventionel MR-scanning i behandlingsplanlægningsbilleddannelse for SBRT for at sikre omfattende vurdering af både knogle- og blødt væv involvering. For at holde stråling til kritiske væv på tolererbare niveauer, skal organer i risiko præcist delineeres.

Behandlingsplanlægning involverer definition af flere specifikke volumener:

• Gross Tumor Volume (GTV): Omfatter den metastatiske tumor og dens epidurale/paraspinale udvidelser som de fremstår på MR-scanning
• Clinical Target Volume (CTV): Inkluderer hele den anatomiske kompartment, der indeholder GTV, samt umiddelbart tilstødende anatomiske kompartmenter for at medtage potentielt levedygtig mikroskopisk invasion
• Planning Target Volume (PTV): Tilføjer en ekstra margin af normalt væv til CTV for at kompensere for bevægelse, herunder kardiorespiratorisk og patientens kropsbevægelser

Inklusion af hele en sygliggjort hvirvelkrop i CTV er associeret med bedre lokal kontrol efter SBRT (stereotaktisk stråleterapi til kroppen) ved rygradsmetastaser. Forskellige kræftcentre anvender en margin på 0 til 3 mm for PTV.

Hos postoperative patienter med tumorrecidiv eller -rester bør CTV inkludere det fulde område af knogle- og epidural tumorinvolvering før behandling, samt omkringliggende knoglestrukturer med risiko for mikroskopisk tumorinfiltration. Afgrænsningen af CTV i den postoperative situation kan guides ud fra mønstre af epidural svigt observeret i tidligere tilfælde.

SBRT kræver præcis positioning og lokalisering af patient og targetvolumen for at sikre fuld dækning af CTV samtidig med at stråledosis til risikoorganer minimeres. Patientens kropsbevægelser kan håndteres ved at udvide PTV med 1,5 mm ud over CTV og anvende næsten-rigide immobiliseringsredskaber.

Kildeinformation

Original artikel titel: The Role of CT and MR Imaging in Stereotactic Body Radiotherapy of the Spine: From Patient Selection and Treatment Planning to Post-Treatment Monitoring

Forfattere: Javid Azadbakht, Amy Condos, David Haynor, Wende N. Gibbs, Pejman Jabehdar Maralani, Arjun Sahgal, Samuel T. Chao, Matthew C. Foote, John Suh, Eric L. Chang, Matthias Guckenberger, Mahmud Mossa-Basha, Simon S. Lo

Publikation: Cancers 2024, 16(21), 3692

Bemærk: Denne patientvenlige artikel er baseret på fagfællebedømt forskning og har til formål at gøre kompleks medicinsk information tilgængelig for velinformerede patienter og deres familier.