Strålebehandling til patienter med lungekræft kan være mindre giftig ved at bruge en funktionel behandlingsplan for lungeundgåelse styret af xenon-forstærket ventilation CT (XeCT). I et klinisk studie på Taiwan National University Hospital, kun 17% af patienterne udviklede strålingspneumonitis, den mest alvorlige strålingsinducerede bivirkning, en betydelig forbedring sammenlignet med historiske normer.
Kemoradioterapi er den anbefalede behandling for inoperabel eller lokalt fremskreden ikke-småcellet lungekræft (NSCLC), men toksiciteter fra denne behandling er en væsentlig bekymring. Cirka 30 % af patienterne udvikler grad 2 eller højere strålingspneumonitis (lungebetændelse), som alvorligt påvirker deres livskvalitet.
I øjeblikket er planlægning af strålebehandling baseret på anatomisk billeddannelse og den forudsætning, at alle lungevæv er lige vigtige. Men for lungekræftpatienter med kronisk lungesygdom kan dosis afgives mere præcist baseret på funktionelt, snarere end anatomisk, lungevolumen - en hypotese, der nu bliver undersøgt verden over.
Hovedefterforskere Yu-Sen Huang og Yeun-Chung Chang, også på National Taiwan University College of Medicine, og kolleger testede denne tilgang i et fase 2 klinisk forsøg med 36 patienter med NSCLC. De undersøgte, om strålebehandlingsplanlægning styret af XeCT, som har vist sig gennemførlig og sikker til visualisering af lungeventilation, kunne reducere graden af grad 2 eller højere strålingspneumonitis. Ideen er at bruge XeCT-billederne til at minimere strålingsdosis til områder af funktionel lunge, samtidig med at strålingsaflejring i områder med ikke-fungerende lunge favoriseres.
Til undersøgelsen gennemgik patienterne indledningsvis XeCT og lungefunktionstest før behandling for at bestemme lungeventilation. Hvert forsøgsperson fik en uforbedret baseline CT-scanning af hele thorax, efterfulgt af en fem-cyklus respiration med et xenongas-genåndingssystem (hvor de inhalerede en blanding af 30 % ikke-radioaktiv xenon og 70 % oxygen) og derefter en XeCT-scanning under vejrtrækningen -hold ved fuld inspiration. Til sidst inhalerede patienterne 100 % oxygen i 1 min. og gennemgik en post-washout XeCT ved fuld inspiration. Den samlede tid til XeCT-eksamenen var 20-25 minutter.
XeCT-billederne viste de ventilerede områder af lungen forstærket af xenon i farve og områder med dårlig eller ingen forbedring som sort. Efter at have trukket baseline-CT-billeder fra xenon-indvaskningsbillederne, genererede forskerne xenon-forstærkede funktionelle lungevolumener og importerede dem til behandlingsplanlægningssystemet til registrering med planlægnings-CT.
Forskerne lavede en standardplan uden reference til XeCT og en funktionel-lunge-undgåelsesplan (fAP), optimeret til at sænke dosis til funktionel lunge uden at kompromittere målvolumendækning og organ-at-risiko dosisbegrænsninger. De behandlede alle patienter med fAP ved at bruge intensitetsmoduleret strålebehandling eller volumetrisk-moduleret lysbueterapi til at levere 60 Gy thoraxbestråling i 30 fraktioner. Patienterne blev fulgt op med CT-thorax og kliniske undersøgelser med 90 dages mellemrum.
Skrivning i International Journal of Radiation Oncology Biology Physics, rapporterer forskerne, at total funktionel lungebesparelse var signifikant bedre i fAP-behandlingerne. Det samlede funktionelle lungevolumen, der modtog mere end 20 Gy, faldt fra 23.3 % til 20.6 % og den gennemsnitlige lungedosis fra 14.3 til 12.4 Gy. Det er vigtigt, at den forudsagte risiko for grad 2 eller større strålelungebetændelse faldt fra 5.7 % til 4.0 %, mens den forudsagte risiko for at udvikle symptomatisk strålingspneumonitis inden for seks måneder efter behandlingen faldt fra 6.3 % til 4.4 %.
Neuralt netværk genererer lungeventilationsbilleder fra CT-scanninger
Fem af de 36 patienter udviklede grad 2 strålelungebetændelse og én udviklede grad 3 strålingspneumonitis, signifikant lavere end forventet fra historiske kontroller. Der var ingen grad 4 eller større toksiske virkninger. Forskerne påpeger dog, at fordelen ved at give bedre skånelse af den funktionelle lunge blev opvejet af en højere maksimal dosis inden for målene og mindre konforme måldosisfordelinger.
På trods af sine fordele er XeCT dyrt og begrænset i tilgængelighed og kræver et stærkt samarbejde mellem den radiologiske og stråleonkologiske afdeling. Forskerne anerkender også, at de seneste teknologiske fremskridt inden for moderne stråleterapi kan opveje de forventede fordele ved fAP-behandlinger. Men de mener, at deres undersøgelse giver robust evidens til fordel for XeCT-styret funktionel lungeundgåelse i strålebehandling, og fortsætter deres forskning.
