Radioterapia u pacjentów z rakiem płuc może być mniej toksyczna, jeśli zastosuje się funkcjonalny plan leczenia unikający płuc, oparty na tomografii komputerowej ze wzmocnieniem ksenonowym (XeCT). W badaniu klinicznym w Narodowy Tajwański Szpital Uniwersyteckitylko u 17% pacjentów rozwinęło się popromienne zapalenie płuc, najpoważniejsze działanie niepożądane wywołane promieniowaniem, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu z normami historycznymi.
Chemoradioterapia jest zalecaną metodą leczenia nieoperacyjnego lub miejscowo zaawansowanego niedrobnokomórkowego raka płuc (NSCLC), ale poważnym problemem są toksyczność tej terapii. U około 30% pacjentów rozwija się popromienne zapalenie płuc (zapalenie płuc) stopnia 2. lub wyższego, które poważnie wpływa na jakość ich życia.
Obecnie planowanie leczenia radioterapią opiera się na obrazowaniu anatomicznym i założeniu, że wszystkie tkanki płuc są jednakowo ważne. Jednak w przypadku pacjentów z rakiem płuc i przewlekłą chorobą płuc dawkę można dokładniej podać w oparciu o funkcjonalną, a nie anatomiczną objętość płuc – hipoteza ta jest obecnie badana na całym świecie.
Główni badacze Yu-Sen Huang i Yeun-Chung Chang, również na Narodowy Tajwański Uniwersytet Medycznyi wsp. przetestowali to podejście w badaniu klinicznym II fazy z udziałem 2 pacjentów z NSCLC. Zbadali, czy planowanie radioterapii w oparciu o XeCT, które zostało udowodnione, że jest wykonalne i bezpieczne w wizualizacji wentylacji płuc, może zmniejszyć częstość występowania popromiennego zapalenia płuc stopnia 36. lub wyższego. Pomysł polega na wykorzystaniu obrazów XeCT w celu zminimalizowania dawki promieniowania w obszarach funkcjonujących płuc, jednocześnie sprzyjając odkładaniu się promieniowania w obszarach nieczynnych płuc.
Na potrzeby badania pacjenci początkowo przeszli przed leczeniem badanie XeCT i badania czynnościowe płuc w celu określenia wentylacji płuc. U każdego pacjenta wykonano niewzmocniony wyjściowy tomograf komputerowy całej klatki piersiowej, po którym następowało pięciocyklowe oddychanie systemem ponownego oddychania gazem ksenonowym (podczas którego wdychano mieszaninę składającą się z 30% nieradioaktywnego ksenonu i 70% tlenu), a następnie badanie XeCT podczas oddechu -utrzymuj pełny wdech. Na koniec pacjenci wdychali 100% tlen przez 1 minutę i przeszli badanie XeCT po wypłukaniu przy pełnym wdechu. Całkowity czas egzaminu XeCT wynosił 20–25 minut.
Obrazy XeCT pokazywały wentylowane obszary płuc wzmocnione przez ksenon w kolorze, a obszary o słabym wzmocnieniu lub bez niego jako czarne. Po odjęciu wyjściowych obrazów CT od obrazów wypłukania ksenonem badacze wygenerowali funkcjonalne objętości płuc wzmocnione ksenonem i zaimportowali je do systemu planowania leczenia w celu rejestracji w planującej tomografii komputerowej.
Naukowcy stworzyli standardowy plan bez odniesienia do XeCT oraz plan unikania czynnościowego płuc (fAP) zoptymalizowany pod kątem obniżania dawki do płuc funkcjonalnych bez uszczerbku dla zakresu docelowej objętości i ograniczeń dawki dla narządów zagrożonych. Leczyli wszystkich pacjentów z fAP, stosując radioterapię o modulowanej intensywności lub terapię łukiem modulowanym wolumetrycznie, aby dostarczyć 60 Gy napromieniania klatki piersiowej w 30 frakcjach. Pacjentów kontrolowano, wykonując tomografię komputerową klatki piersiowej i badania kliniczne w odstępach 90-dniowych.
Pisząc w International Journal of Radiation Oncology Biology Physicsbadacze podają, że całkowite funkcjonalne oszczędzenie płuc było znacznie lepsze w przypadku leczenia fAP. Całkowita funkcjonalna objętość płuc otrzymujących więcej niż 20 Gy zmniejszyła się z 23.3% do 20.6%, a średnia dawka płuc z 14.3 do 12.4 Gy. Co ważne, przewidywane ryzyko wystąpienia popromiennego zapalenia płuc stopnia 2. lub wyższego zmniejszyło się z 5.7% do 4.0%, podczas gdy przewidywane ryzyko rozwoju objawowego popromiennego zapalenia płuc w ciągu sześciu miesięcy leczenia spadło z 6.3% do 4.4%.
Sieć neuronowa generuje obrazy wentylacji płuc ze skanów CT
U pięciu z 36 pacjentów rozwinęło się popromienne zapalenie płuc stopnia 2, a u jednego rozwinęło się popromienne zapalenie płuc stopnia 3, czyli znacznie rzadziej niż oczekiwano na podstawie historycznych danych kontrolnych. Nie stwierdzono skutków toksycznych stopnia 4. lub wyższego. Naukowcy zwracają jednak uwagę, że korzyść polegająca na zapewnieniu lepszego oszczędzania funkcjonalnego płuca została zrównoważona wyższą maksymalną dawką w zakresie docelowym i mniej zgodnym rozkładem dawek docelowych.
Pomimo swoich korzyści, XeCT jest drogi i ma ograniczoną dostępność oraz wymaga ścisłej współpracy między oddziałami radiologii i radioterapii onkologicznej. Naukowcy przyznają również, że najnowszy postęp technologiczny we współczesnej radioterapii może przewyższyć oczekiwane korzyści wynikające z leczenia fAP. Uważają jednak, że ich badanie dostarcza solidnych dowodów na korzyść funkcjonalnego unikania płuc pod kontrolą XeCT w radioterapii i kontynuują swoje badania.
