Parallella arbetsflöden, spårning i flera plan: ViewRay tar MRgRT till nästa nivå

Ser. Form. Strejk. Det är den delade uppmaningen för en växande internationell kohort av strålningsonkologiska kliniker som försöker förändra patientvård och behandlingsresultat genom utplacering av ViewRays MRIdian MR-guided radiotherapy (MRgRT) system. Den kollektiva ansträngningen – och nyckeln till klinisk framgång – ligger till grund för MRIdians värdeförslag. Enkelt uttryckt öppnar MR-bilder av diagnostisk kvalitet upp nya möjligheter för visualisering av tumörmålet, såväl som dess omgivande anatomi, med exceptionell mjukvävnadskontrast både före och under behandlingen – vilket gör att läkare i sin tur kan anpassa behandlingsplanen med patienten på bordet.

På detta sätt kombinerar MRIdian online bildvägledning och adaptiv strålbehandling skräddarsydd för varje patients unika behov – justerar strålningsleveransen för att hantera den dagliga variationen i tumören och omgivande frisk vävnad, samtidigt som det gör det möjligt för läkaren att omarbeta planen för tumörer som svarar snabbt behandling, såväl som de som visar sig inte svara på standarddoser av strålning. Lika betydelsefullt är möjligheten att använda MR-avbildning i realtid för att spåra tumören och dess miljö "i farten" - automatiskt stänga av strålen om tumören skiftar ur position och på igen när den rör sig tillbaka - betyder att det nu är rutinmässigt möjligt att öka stråldosen till sjuk vävnad i realtid samtidigt som närliggande organ-at-risk (OARs) och andra kritiska strukturer skyddas.

Nästa iteration

När MRIdian-tekniken ökar skalorna för att möta efterfrågan från befintliga (och potentiella) kliniska användare, kommer ViewRay att visa upp sin nya MRIdian A3i-system vid ASTRO årsmöte i San Antonio, Texas, denna vecka. För besökare till ViewRay-montern kommer de stora MRIdian A3i take-aways sannolikt att inkludera effektivisering av det adaptiva arbetsflödet på bordet – vilket gör att kliniker, fysiker och radioterapeuter kan samarbeta samtidigt och ansluta på distans under patientbehandling. Samtidigt innebär realtids-, multiplanar-, 3D-vävnadsspårning och automatiserad beam-gating-funktionalitet att kliniska team nu kan välja upp till tre olika spårningsstrukturer (som kan inkludera tumörmål och/eller OAR) i valfri kombination av koronal, sagittal eller axiella plan (automatiskt stoppar strålen när någon enskild spårningsstruktur överskrider klinikerdefinierade behandlingsgränser).

Ett annat viktigt tillägg inom MRIdian A3i är hjärnbehandlingspaketet (BrainTx), som består av en dedikerad hjärnspole och ett integrerat stereotaktisk hjärnimmobiliseringssystem – kombinationen av sub-mm volymetrisk upplösning, realtidsavbildning och automatiserad strålport som utökar användbarheten av MRIdian in i kranial stereotaktisk strålkirurgi (SRS) och stereotaktisk strålterapi (SRT).

Förbättrad patientupplevelse är också i förgrunden i ViewRays ASTRO-berättelse, med MRIdian A3is integrerade patientdisplay som låter patienten delta och ha kontroll under behandlingsprocessen. Som sådan ger displayen visuell återkoppling av realtidsavbildningen för att hjälpa patienten att "hålla" tumören i rätt position för strålning. När patienten behöver slappna av och ta ett andetag – och tumören flyttar sig ur sin position – stänger MRIdians automatiska strålöppning strålen av. Omvänt, när patienten håller andan igen, använder de displayen för att hålla tumören på plats, med strålen som tänds igen automatiskt.

Banbrytande cancervård

Bland de tidigt adopterande kliniska användarna av MRIdian A3i är Miami Cancer Institute (MCI), en del av sjukvårdsnätverket Baptist Health South Florida. MCI gick helt live med MRIdian 2018 och har hittills behandlat mer än 600 cancerpatienter med hjälp av ViewRays variant av MRgRT-temat. "Vi beskriver strålbehandlingsprogrammet här som "high-tech, high-touch", förklarar Alonso Gutierrez, chefsfysiker på MCI:s avdelning för strålningsonkologi. "ViewRay MR-Linac är en del av en utvecklande portfölj av banbrytande teknologier som vi använder för att leverera cancervård av högsta kvalitet."

Till stor del ligger det kliniska fokuset för MCI:s MRIdian-program på stereotaktisk kroppsstrålning (SBRT) och högdoshypofraktionerade behandlingsscheman som utnyttjar maskinens online MR-avbildningsförmåga för att spåra rörliga mål och anpassa strålningsleveransen i realtid. "Vi tänjer på gränserna när det gäller den ablativa dosen vi kan leverera till patienter på ett säkert sätt - genom att använda isotoxiska dosökningar samtidigt som vi respekterar OARs," noterar Gutierrez.

För sammanhanget får mer än 80 % av MCI-patienter som behandlas med MRIdian-systemet fem eller färre fraktioner, med kliniska prövningar pågår för att utvärdera genomförbarheten av enstaka fraktionersbehandlingar för specifika sjukdomsställen. "Vad vi har sett med MRIdians rörelsestyrningsförmåga är tydliga och varaktiga fördelar när det gäller exakt och strömlinjeformad dosering över en rad sjukdomsindikationer - bukspottkörtel, binjure, lever och lunga bland dem," tillägger han.

Lyssna, lär, leverera  

Om det är bakgrunden, handlar här-och-nu för MCI:s MRIdian-program helt och hållet om utbyggnaden och kliniskt utnyttjande av MRIdian A3i-systemet – ett tvärvetenskapligt företag som leds av Kathryn Mittauer, en medicinsk fysiker och MRIdian-ledaren på MCI. "Att arbeta med ViewRay på den senaste iterationen av MRIdian har varit en av de mest givande upplevelserna i min karriär", förklarar hon. "Det har varit ovärderligt för vårt MCI-team och andra institutioner att ha haft direkt input på MRIdian A3i-utvecklingen - vilket i slutändan förbättrar funktionaliteten hos MR/RT för alla våra kollektiva patienter."

Vad Mittauer syftar på är ViewRays kundcentrerade syn på MRgRT-innovation och ständiga förbättringar av MRIdian-systemet. I grund och botten är MRIdian A3i resultatet av att man lyssnar på MRIdian-användare i den skarpa delen av behandlingsleveransen för att förstå – på en granulär nivå – A till Ö i det kliniska MRgRT-arbetsflödet (och de stora vinsterna däri). De så kallade "Sim Clinics" som Mittauer och kollegor deltog i vid ViewRays Mountain View-anläggning i Kalifornien är ett exempel. "Dessa simulerade kliniker [hålls under flera dagar] gav praktisk erfarenhet av det pågående MRIdian A3i-systemet och möjligheten för användare att ge direkt feedback till produktutvecklingsteamet," förklarar hon. "Den öppna dialogen med slutanvändare var central för MRIdian A3i-kravinsamlingsprocessen och prioriteringen av nya funktioner."

Det är tre månader sedan MRIdian A3i installerades och togs i drift på MCI och enligt Mittauer har effekten på MRgRT-arbetsflödeseffektiviteten varit omedelbar – och imponerande. Mest anmärkningsvärt är att MRIdian A3is parallella adaptiva arbetsflöde innebär att strålningsonkologiteamet kan arbeta tillsammans (och samtidigt) med patienten genom lokalisering, konturering och plangenomgång. "Som ett resultat ser vi en ungefär 30 % minskning av den totala behandlingstiden per fraktion med MRIdian A3i jämfört med samma arbetsflöde för jämförbara patienter före uppgraderingen", konstaterar Mittauer.

När det gäller detaljerna för, säg, komplexa SBRT-behandlingar som håller andan, ligger MCI-teamet för närvarande på mindre än 45 minuter/fraktion för majoriteten av MRgRT-patienter – från att patienten går in i behandlingsrummet och ut igen – även om Mittauer räknar med att 30 minuter (eller däromkring) så småningom kommer att bli normen tack vare MRIdian A3i. "Större patientgenomströmning innebär förbättrad patientupplevelse, med mindre tid på behandlingssoffan", förklarar hon. "Dessutom betyder de sammanlagda tidsbesparingarna att vi kommer att kunna öppna upp ytterligare MRgRT-behandlingar för fler patienter samtidigt som vi utökar rollen för MRgRT till andra sjukdomsplatser."

Utöver MRIdian A3i-arbetsflödeseffektiviteten ser MCI-teamet också betydande fördelar från tillägget av multiplanar-spårning till MRIdians MR-vägledningsfunktioner. Målet här: oöverträffad, realtidsvisualisering av tumören och omgivande frisk vävnad under behandling, vilket gör det möjligt för läkare att på ett säkert sätt avlägsna sjukdomsställen där det finns betydande intra- och/eller interfraktionsrörelse av målet och närliggande OAR.

Mittauer citerar exemplet med en leverpatient med flera ställen, singel-isocenter som behandlades på MCI:s MRIdian-system strax efter att MRIdian A3i gick live. "Med ett Gd-baserat kontrastmedel," förklarar hon, "har vi kunnat spåra båda leverskadorna samtidigt i två sagittala plan och säkert använda en behandlingsmarginal på 3 mm – något vi aldrig hade kunnat göra tidigare." Den avancerade multiplanaren, vävnadsspårningen och den automatiska strålgatingen är också relevanta för patienter med singelskada, vilket hjälper det kliniska teamet att se i 3D vad som verkligen pågår inuti patienten.

"Multiplanar tissue tracking och beam gating erbjuder en annan nivå av precision", tillägger Mittauer. "Då och då kommer vi till exempel att ha en patient med en sidoförskjutning som vi inte kunde se tidigare eftersom vi inte hade koronal eller axiell spårning. För sådana fall kan vi nu göra nödvändiga finjusteringar medan patienten ligger på bordet innan vi fortsätter med behandlingen.”

Nästa stora grej

Ur ett strategiskt perspektiv fokuserar Gutierrez alltmer på vad som händer härnäst när det gäller MCI:s utnyttjande av MRIdian A3i-systemet. På kort sikt är han entusiastisk över SRS/SRT-möjligheterna som MRIdian A3i erbjuder, med strålningsonkologiteamet som undersöker alternativen för relaterade kliniska prövningar. "Det nya hjärnbehandlingspaketet öppnar ett nytt applikationsutrymme för MRIdian", konstaterar han. "Vi har redan en Gamma Knife [från Elekta], en CyberKnife [från Accuray] och installerar andra SRS-modaliteter. Att ha alla dessa stereotaktiska behandlingssystem under ett tak och att kunna jämföra MRIdian tillsammans med dem kommer att bli riktigt intressant.”

Mittauer, å sin sida, säger att den långsiktiga operativa prioriteringen är att frigöra den fulla potentialen hos MRIdian A3i och i sin tur öppna upp MRgRT-behandlingar för en bredare patientpopulation. "Att utöka den kliniska tillämpningen av MRgRT är vad MRIdian A3i handlar om", avslutar hon. "Det hjälper naturligtvis att MCI har ett team av läkare vars standardinställning är att tänja på gränserna. Som medicinsk fysiker är det ett privilegium att få vara en del av den kollektiva strävan.”