爱荷华大学医疗保健中心正在增强其 Elekta Unity MR-Linac 的自适应放射治疗工作流程,添加供应商的综合运动管理 (CMM) 升级,以实时跟踪移动的肿瘤目标和危险器官
当癌症患者接受放射治疗过程时,肿瘤很容易相对于健康组织和危及器官 (OAR) 移动,甚至可能在单个治疗过程中改变位置。 Elekta Unity MR-Linac 等 MR 引导放射治疗 (MRgRT) 系统能够检测目标运动并相应地调整治疗 — 实际上,帮助临床医生实时“查看他们正在治疗的内容” — 为实现更高效的治疗指明了道路根据每位患者的独特需求量身定制个性化放射肿瘤学。随着医科达针对 Unity 治疗系统的综合运动管理 (CMM) 升级的临床推出,以实时肿瘤跟踪和自动门控作为在线计划调整的基础,这场最终游戏似乎越来越接近。
美国爱荷华大学医疗保健中心是早期采用 CMM 的临床客户之一。该综合癌症中心位于爱荷华市的主要放射肿瘤诊所,每年使用由五个外束放射治疗系统组成的全 Elekta 套件治疗约 1600 名患者:Elekta Unity MR-Linac;Elekta Unity MR-Linac;Elekta Unity MR-Linac;三台 Versa HD 机器(均配有机载成像;一台配有 HexaPOD 机器人工作台);和 Leksell 伽玛刀图标(用于脑部病变的立体定向放射外科手术)。 “在过去的四年半里,我们一直在使用 Unity 系统治疗一系列适应症,主要是前列腺癌、肝癌、胰腺癌以及寡转移癌,”放射肿瘤学教授兼肿瘤中心主任 Daniel Hyer 解释道。爱荷华大学医疗保健中心的临床物理学。
临床创新的催化剂
快进到 2023 年 XNUMX 月,爱荷华大学在其 Elekta Unity MR-Linac 上引入了 CMM 升级,这是一项临床创新,对 Hyer 和多学科护理团队产生了直接而重大的影响。 “在使用 CMM 的第一周,”他指出,“系统在骨盆节点发生意外运动时关闭了光束。在另一名患者身上,尽管心脏和呼吸运动,我们仍能够完美跟踪心脏附近的目标。最终,我们预计 CMM 将使我们能够在 Elekta Unity 系统上治疗许多肺部病例。”
不难看出原因。简而言之,CMM 的运动管理功能(自动跟踪肿瘤目标并实时响应任何运动)对于提高光束传输的准确性以及增强治疗效果至关重要。 Hyer 指出:“CMM 的核心创新在于,Unity 系统现在可以主动跟踪实时成像中的肿瘤目标,如果目标移动到其计划的运动范围之外,就会自动关闭光束。这些自动门控技术可以在患者自由呼吸或屏气时进行。”
在操作上,CMM 支持三种工作流程来管理受周期性呼吸运动影响的肿瘤靶标的治疗。有两种自由呼吸工作流程(自由呼吸呼气和自由呼吸平均),可以避免患者在放疗期间屏住呼吸(这对许多人来说是一个具有挑战性的提议),而预测算法可确保精确的运动管理,几乎零延迟关于目标跟踪。
相比之下,屏气技术要求患者屏住呼吸,而 Unity 系统在单次屏气中获取每日 3D MR 图像(自动门控以确保仅在后续屏气期间提供治疗)。对于意外的非呼吸运动(例如,由于直肠气体或膀胱充盈),所谓的异常门控策略用于实时跟踪肿瘤靶标,如果靶标移动超出耐受范围,则放射会暂停。
通过这种方式,CMM 已经为爱荷华州放射肿瘤学团队开辟了新的治疗途径,仅 15 月份就有 20 例肺癌病例在升级后的 Unity 系统上得到了治疗(而在过去的四年里就有 5 例肺癌患者在 MR-Linac 上接受了治疗)。 “以前对于肺部病变,”海尔指出,“我们不想治疗整个运动包络线。”例如,对于移动 XNUMX-XNUMX 毫米的肺部肿瘤,所有这些运动都必须在 CMM 之前进行调整,这意味着大量健康组织受到照射。 “现在,借助 CMM,我们可以减少体积,”Hyer 补充道。 “如果患者可以自由呼吸,但我们只想治疗该运动的一部分(例如 XNUMX 毫米),我们可以相应地设计治疗计划,并确保治疗光束根据需要自动打开和关闭。”
MR-Linac 的另一个临床创新领域涉及骨盆和前列腺淋巴结的治疗。在这种情况下,CMM 使 Hyer 和同事能够快速调整计划,以考虑治疗期间可能发生的目标位置的系统变化,从而避免与重新成像和重新计划相关的延迟和工作流程效率低下。
“在引入 CMM 之前,如果患者在手术台上移动,我们基本上就必须重新开始,”Hyer 指出。 “现在,通过 CMM 主动跟踪,我们可以进行所谓的基线偏移,并在新目标位置重新进行治疗。”这种基线转移计划通常需要大约一分钟,这意味着临床医生在治疗计划中对收紧盆腔和前列腺肿瘤的边缘已经不再那么犹豫。
向前运动
那么,到 2024 年,爱荷华大学医疗保健中心的 CMM 路线图是什么样的?据 Hyer 介绍,临床前测试已经在进行中,使用屏气序列来增强 Elekta Unity 对胰腺等难以可视化结构的解剖特异性 MR 成像。 “我们正在制定围绕屏气的整体策略,”他说。 “到目前为止,成像序列已经产生了十二指肠、胃和肠的精致可视化,显然有可能帮助我们在胰腺等具有挑战性的部位进行治疗。”
技术创新也在酝酿之中,包括引入实时视觉反馈的计划,以帮助治疗床上的患者了解肿瘤靶点的排列方式与应有的位置。 “目前,我们通过音频指导提供反馈,”Hyer 说,“因此下一步是在 MRI 孔内部提供视觉呈现——这项创新将有效地使患者积极参与自己的治疗。”
与此同时,Hyer 和爱荷华大学医学物理团队正在与参与医科达 CMM 试点发布的另外两个地点密切合作:荷兰的 UMC Utrecht 和意大利内格拉尔的 IRCCS Ospedale Sacro Cuore Don Calabria。 “我们正在物理方面进行合作,并比较包括肝脏追踪在内的一系列问题的最佳实践,”海尔总结道。
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