Bei Patienten mit Lungenkrebs kann die Strahlentherapie weniger toxisch sein, wenn ein Behandlungsplan zur funktionellen Lungenvermeidung angewendet wird, der sich an der Xenon-unterstützten Beatmungs-CT (XeCT) orientiert. In einer klinischen Studie am Nationales Taiwan UniversitätsklinikumNur 17 % der Patienten entwickelten eine Strahlenpneumonitis, die schwerste strahlenbedingte Nebenwirkung, eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu historischen Normen.
Die Radiochemotherapie ist die empfohlene Behandlung für inoperablen oder lokal fortgeschrittenen nicht-kleinzelligen Lungenkrebs (NSCLC), die Toxizität dieser Behandlung gibt jedoch Anlass zu großer Sorge. Ungefähr 30 % der Patienten entwickeln eine Strahlenpneumonitis (Lungenentzündung) Grad 2 oder höher, die ihre Lebensqualität erheblich beeinträchtigt.
Derzeit basiert die Planung einer Strahlentherapie auf der anatomischen Bildgebung und der Annahme, dass alle Lungengewebe gleich wichtig sind. Bei Lungenkrebspatienten mit chronischer Lungenerkrankung kann die Dosis jedoch möglicherweise genauer auf der Grundlage des funktionellen und nicht des anatomischen Lungenvolumens verabreicht werden – eine Hypothese, die derzeit weltweit untersucht wird.
Hauptermittler Yu-Sen Huang und Yeun-Chung Chang, ebenfalls am National Taiwan University College of Medicineund Kollegen testeten diesen Ansatz in einer klinischen Phase-2-Studie mit 36 Patienten mit NSCLC. Sie untersuchten, ob die von XeCT geleitete Strahlentherapieplanung, die sich zur Visualisierung der Lungenventilation als machbar und sicher erwiesen hat, die Rate von Strahlenpneumonitis Grad 2 oder höher senken könnte. Die Idee besteht darin, die XeCT-Bilder zu verwenden, um die Strahlungsdosis für Bereiche der funktionsfähigen Lunge zu minimieren und gleichzeitig die Strahlendeposition in Bereichen der nicht funktionierenden Lunge zu begünstigen.
Für die Studie wurden die Patienten vor der Behandlung zunächst einem XeCT und Lungenfunktionstests unterzogen, um die Lungenventilation zu bestimmen. Bei jedem Probanden wurde zu Beginn ein nicht verstärkter CT-Scan des gesamten Brustkorbs durchgeführt, gefolgt von einer Fünf-Zyklen-Beatmung mit einem Xenon-Gas-Rückatmungssystem (bei dem sie eine Mischung aus 30 % nicht radioaktivem Xenon und 70 % Sauerstoff inhalierten) und anschließend einem XeCT-Scan während des Atems -Halten Sie bei voller Inspiration. Schließlich inhalierten die Patienten 100 Minute lang 1 % Sauerstoff und unterzogen sich bei voller Inspiration einem Post-Washout-XeCT. Die Gesamtzeit für die XeCT-Prüfung betrug 20–25 Minuten.
Die XeCT-Bilder zeigten die belüfteten Bereiche der Lunge durch Xenon in Farbe verstärkt und Bereiche mit schlechter oder keiner Verstärkung in Schwarz. Nachdem die Forscher die Basis-CT-Bilder von den Xenon-Wash-in-Bildern subtrahiert hatten, generierten sie Xenon-verstärkte funktionelle Lungenvolumina und importierten sie in das Behandlungsplanungssystem zur Registrierung bei der Planungs-CT.
Die Forscher erstellten einen Standardplan ohne Bezugnahme auf XeCT und einen Functional-Lung-Avoidance-Plan (fAP), der optimiert wurde, um die Dosis für die funktionelle Lunge zu senken, ohne die Zielvolumenabdeckung und Dosisbeschränkungen für gefährdete Organe zu beeinträchtigen. Sie behandelten alle Patienten mit fAP mit intensitätsmodulierter Strahlentherapie oder volumetrisch modulierter Lichtbogentherapie, um 60 Gy Thoraxbestrahlung in 30 Fraktionen zu verabreichen. Die Patienten wurden in Abständen von 90 Tagen mittels Thorax-CT und klinischen Untersuchungen nachuntersucht.
Das Schreiben in der International Journal of Radiooncology Biology Physics, berichten die Forscher, dass die gesamte funktionelle Lungenschonung bei den fAP-Behandlungen deutlich besser war. Das gesamte funktionelle Lungenvolumen sank bei einer Bestrahlung mit mehr als 20 Gy von 23.3 % auf 20.6 % und die mittlere Lungendosis von 14.3 auf 12.4 Gy. Wichtig ist, dass das prognostizierte Risiko einer Strahlenpneumonitis Grad 2 oder höher von 5.7 % auf 4.0 % sank, während das prognostizierte Risiko, innerhalb von sechs Monaten nach der Behandlung eine symptomatische Strahlenpneumonitis zu entwickeln, von 6.3 % auf 4.4 % sank.
Das neuronale Netzwerk generiert Lungenventilationsbilder aus CT-Scans
Fünf der 36 Patienten entwickelten eine Strahlenpneumonitis vom Grad 2 und einer eine Strahlenpneumonitis vom Grad 3, deutlich weniger als bei historischen Kontrollen erwartet. Es gab keine toxischen Wirkungen vom Grad 4 oder höher. Die Forscher weisen jedoch darauf hin, dass der Vorteil einer besseren Schonung der funktionellen Lunge durch eine höhere Maximaldosis innerhalb der Ziele und weniger konforme Zieldosisverteilungen ausgeglichen wurde.
Trotz seiner Vorteile ist XeCT teuer und nur begrenzt verfügbar und erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen den Abteilungen Radiologie und Radioonkologie. Die Forscher erkennen auch an, dass die jüngsten technologischen Fortschritte in der modernen Strahlentherapie die erwarteten Vorteile von fAP-Behandlungen überwiegen könnten. Sie glauben jedoch, dass ihre Studie belastbare Beweise für den Nutzen der XeCT-gesteuerten funktionellen Lungenvermeidung in der Strahlentherapie liefert, und setzen ihre Forschung fort.
