Dr. White on radiologian apulaisprofessori, tuki- ja liikuntaelimistön radiologian johtaja, radiologian laitos; Dr. Boswell on radiologian ja urologian professori ja apulaisprofessori, radiologian laitos; Dr. G. Whang on kliinisen radiologian apulaisprofessori ja kuvantamisen lääketieteellinen johtaja, radiologian laitos, ja tohtori Duddalwar on radiologian apulaisprofessori, radiologian laitos, Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA. Tohtori Mandelin on apulaisprofessori, sädehoidon onkologian osasto, ja Astrahan on lääketieteellisen fysiikan päällikkö ja apulaisprofessori, sädehoidon onkologian osasto, Keck School of Medicine, Etelä-Kalifornian yliopiston yliopistollinen sairaala, Los Angeles, CA.

Kuvaohjattu sädehoito (Image-guided radiation therapy, IGRT), jossa hyödynnetään reaaliaikaista kuvantamista, jotta voidaan antaa tarkempaa sädehoitoa kasvaimiin nähden. Erittäin konformisten sädehoitotekniikoiden kehittyminen asettaa entistä tiukempia vaatimuksia säteen kohdentamisen tarkkuudelle.

Käytännössä kasvaintilavuuden rajauksessa ja kohteen paikannuksessa on suuria epävarmuustekijöitä, jotka johtuvat fysiologisesta elimen liikkeestä. IGRT:ssä käytetään ortogonaalista röntgensäteilyä, jotta voidaan visualisoida kasvaimeen ja sen viereen istutetut radiopakkausmerkit, joita voidaan seurata reaaliaikaisesti koko hoitojakson ajan.1 Stereotaktinen säteilykirurgia (SRS), joka annetaan yhdessä fraktiossa, ja stereotaktinen sädehoito (SRT), joka annetaan enintään viidessä fraktiossa, kehitettiin Stanfordin yliopistossa, ja Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA, Food, Drug Administration, ) antoi niille hyväksynnän vuonna 2001. Robotti (kuva 1) antaa erittäin tarkkaan fokusoitua 6MV:n fotonisäteilyä yhdestä, hyvin kollimoidusta sädestä sadoista kulmista. Kuvat 1 ja 2esittelevät sädehoitojärjestelmän monia komponentteja holvihuoneessa, jossa potilasta hoidetaan.

Järjestelmä synkronoi säteen annon jatkuvasti kasvaimen liikkeen mukaan, mikä mahdollistaa merkittävän annosvähennyksen hoitomarginaaleissa samalla kun hengityksen pidättämistä ei tarvita. Potilas käyttää erityistä liiviä, jossa on valodiodit, jotka seuraavat kasvainta potilaan hengityksen tai muiden liikkeiden mukaan. Kattoon asennettu kameraryhmä havaitsee nämä liikkeet. Nämä tiedot näkyvät tietokonenäytöllä, jossa tehdään hengitysmalli, jonka avulla voidaan tehdä säteilyn annostelun säätöjä reaaliajassa, mukaan lukien kasvaimen sijainnin ennustaminen. Järjestelmässä on vaihdettavat kollimaattorit, joiden koko vaihtelee 5:stä 60:een millimetriin, ja siinä hyödynnetään ei-koplanaarista sädejärjestelyä, jolla saavutetaan alle millimetrin tarkkuus. Reaaliaikainen kV-kuvaus saadaan käyttämällä joko luisia kiintopisteitä (esim. 6-ulotteinen kallonpohjan seuranta tai selkärangan seuranta) tai istutettuja radiografisia kiintopistemerkkejä (esim. kultaisia siemeniä tai keloja). Kuvassa 3 havainnollistetaan, miten digitaalisesti rekonstruoidut röntgenkuvat saadaan, ja verrataan sitä, miten kiintopistemerkit näkyvät suunnittelun tietokonetomografiajärjestelmässä (synteettiset kuvat) siihen, miten merkit näkyvät reaaliaikaisen kuvantamisen aikana (kamerakuvat). Yhdistetyt kuvat, joita kutsutaan päällekkäisiksi kuviksi, auttavat tarkistamaan potilaan sijainnin ja seuraamaan potilaan liikettä.

Fiducial-merkkien sijoittaminen voi vaikuttaa radiologin mielestä riittävältä, koska ne ovat lähellä leesiota ja antavat järjestelmälle paikkatietoa, jota se tarvitsee säteilyn tarkkaa antamista varten. Se, mikä tietokonetomografiakuvissa saattaa radiologin mielestä vaikuttaa riittävältä, ei kuitenkaan välttämättä ole hyväksyttävää, koska fiduciaalinen seuranta saadaan käyttämällä ortogonaalisia röntgenkuvia, joista tehdään digitaalisesti rekonstruoidut röntgenkuvat.2 Tämä voi johtaa päällekkäisiin merkkeihin, joita ei voida käyttää. Tätä ilmiötä havainnollistetaan kuvissa 4 ja 5, joissa esitetään maksakasvaimen ja fiducial-merkkien kaaviokuva.

Fiduciaalimerkkien sijoittamisohjeet

Itse asiassa yhden fiduciaalimerkin tulisi olla keskellä hoitotilavuutta (leesion keskellä). Muiden fiducial-merkkien tulisi olla keskitetty kasvaintilavuuden ympärille (sulkeistaen leesion superiorisesti, inferiorisesti, mediaalisesti ja lateraalisesti). Optimaalisesti merkkiaineet tulisi sijoittaa eri tasoihin x-, y- ja z-akselilla (kuva 6).3-5

Fiduciaaleja ei tulisi sijoittaa samaan tasoon (esim. samaan aksiaali-CT-kuvatasoon) siten, että ne muodostavat noin 45 asteen kulman horisontin kanssa (kuva 7). Yksikään fiduciaali ei saisi olla yli 5-6 cm:n etäisyydellä leesiosta. Fiduciaalimerkkien välisen etäisyyden on oltava vähintään 1,5 cm. Minkä tahansa kolmen fiduciaalimerkin välillä on oltava vähintään 15 asteen kulma (kuva 8). 3-5 Vähintään kolme merkkiainetta tarvitaan tason määrittelyyn, mikä on välttämätöntä, jotta järjestelmä pystyy paikallistamaan hoidon tilassa. Kirjoittajien laitoksessa asetetaan mieluummin useampia merkkiaineita, yleensä 5 tai 6, koska jotkin merkkiaineet voivat olla käyttökelvottomia päällekkäisyyden tai merkkiaineen siirtymisen vuoksi.

Menetelmät

Tekijöiden laitoksessa käytetään 16-gauge Hawkins-neulaa, jota on saatavilla 5-, 10- tai 15 cm:n pituisena (kuva 9). Tässä neulassa on sisempi lyijykynäkärkinen stylet, jossa on valkoinen nuppi, ja sininen tylppäkärkinen stylet, jota käytetään fiducial-markkerin työntämiseen kudoksiin. Tämä neula mahdollistaa useamman kuin yhden merkkiaineen asettamisen sen jälkeen, kun iho on puhkaistu vain kerran, kun neulan kulmaa muutetaan fiducial-paikkojen asettamisen välillä.

Fiducial-merkkiaineet ovat pieniä kultaisia merkkiaineita, jotka istutetaan pehmytkudoksiin tai vaurion sisään. Ne antavat järjestelmälle paikkatietoa, jonka avulla se voi ohjata säteilyn antamista tarkasti. Kulta on tiheämpää kuin kirurgiset klipsit, ja se näyttäytyy ainutlaatuisena kuvantamisessa, jolle on ominaista raita-artefaktien esiintyminen. Fiduciaaleja tarvitaan yleensä rintakehän, vatsan, lantion tai muiden pehmytkudosten kasvaimissa. Niitä ei välttämättä tarvita selkärangan läheisyydessä oleviin vaurioihin, koska selkäranka mahdollistaa alueellisen lokalisoinnin. Kallonsisäisiin leesioihin ei tarvita fiduciaaleja.

Toimenpidettä varten käytetään perusbiopsia-alustaa, jossa on 16-gauge Hawkins-neula, 0,8 x 5 mm:n kultasiemeniä sisältävät fiduciaalimerkit ja Kelly-puristin (kuva 9). Ennen toimenpidettä tarkistetaan potilaan aiempi tietokonetomografia. Potilas asetetaan sopivaan asentoon (eli makuuasentoon tai selinmakuulle) ja otetaan ensimmäiset kuvat. Potilas valmistellaan ja verhotaan tavalliseen steriiliin tapaan. Paikallispuudutuksessa käytetään 1 % lidokaiinia. Potilaan ihoon tehdään pieni viilto (kuva 10). Hawkins-neula, jossa on lyijykärkinen stylet, viedään haluttuun kohtaan ja varmistetaan CT:llä. Kelly-puristimia käytetään tarttumaan fiducial-merkkiin. Merkin pudottaminen Hawkins-neulaan on helpompaa, jos merkin suunta on hieman vinossa Kelly-puristimeen nähden (kuva 11). Kuvissa 10-12 on potilas, jonka keuhkojen toimintakokeet olivat huonot ja jonka rintakehän seinämään asetettiin fiducial-markkerit mahdollisen pneumothoraxin välttämiseksi.

Kynäkärkinen stylet poistetaan Hawkins-neulasta. Kelly-puristimella fiducial-merkki asetetaan ja vapautetaan Hawkins-neulaan. Kuvassa 11 esitetään edellä kuvatut vaiheet, kun fiducial-merkki on Hawkins-neulan proksimaalisessa osassa. Tämän jälkeen sininen tylppäkärkinen stylet asetetaan Hawkins-neulaan. Tämä työntää merkkiaineen neulan kärkeen. Jotta varmistetaan, että merkkiaine poistuu neulasta, sinistä tylppäkärkistä styletiä on työnnettävä kokonaan eteenpäin kiertämällä styletin ja Hawkins-neulan luer-lukitusosia, kunnes nuppi on samassa tasossa neulan navan kanssa. Neula voidaan poistaa tässä vaiheessa, tai kynäkärkinen stylet voidaan vaihtaa ja neula voidaan asettaa uudelleen merkkiaineen sijoittamista varten. Kun fiducial-merkkien asettaminen on saatu päätökseen, otetaan CT-kuvat, joista näkyy merkkien sijainti (kuva 12).

Itse asiassa olisi asetettava 5-6 merkkiä. On tärkeää, että ne ovat eri tasoilla x-, y- ja z-akselilla. Jos mahdollista, on optimaalista sijoittaa markkeri vaurion keskelle (kuva 13) ja sen jälkeen sijoittaa muut markkerit vaurion ympärille (suluissa) siten, että markkerien isokeskipiste on vaurion keskellä. Joskus ei ole mahdollista, kuten kuvissa 10-12 esitetyllä potilaalla, sijoittaa merkkiä leesion keskelle, mutta merkkien sijoittaminen 5 cm:n päähän helpottaa silti hoitoa. Yli 7 cm:n etäisyydelle leesiosta sijoitetut merkit eivät todennäköisesti ole käyttökelpoisia. Järjestelmä käyttää pientä näkökenttää (20 cm). Esimerkkejä fiducial-merkkien sijoittamisesta rintakehään, vatsaan ja lantioon on esitetty kuvissa 14-16.

Monitorointi ja turvallisuus

Potilaita, joiden fiducial-merkit on sijoitettu elimiin (esim. maksaan), tarkkaillaan tavallisesti kahden tunnin ajan toimenpiteen jälkeen. Potilaita, joiden fiducialit on sijoitettu vain pehmytkudoksiin (esim. rintakehän seinämään), tarkkaillaan 1 tunnin ajan. Tämän jälkeen potilaat yleensä kotiutetaan. Potilaat odottavat yleensä 7-10 päivää, jotta fiduciaalimerkit ehtivät ”arpeutua”, ennen kuin he palaavat suunnittelututkimukseen CT:tä varten. Kun suunnittelu-CT on suoritettu, säteilyonkologit laativat hoitosuunnitelman. Jos fiducial-markkerit siirtyvät suunnittelun ja hoidon välillä, niitä ei voida käyttää, ellei potilasta kuvata uudelleen ja tarkisteta hoitosuunnitelmaa.

Komplikaatiot

Toimenpiteiden tavanomaisten pienten verenvuoto- ja infektioriskien lisäksi mahdollisia komplikaatioita ovat muun muassa ilmarinnan kehittyminen, lidokaiinista johtuva potilaan hämmennys ja fiducial-markkerien siirtyminen paikalleen asettamisen jälkeen. Jos pieni pneumothorax syntyy (kuva 17), potilasta voidaan seurata röntgenkuvilla sen varmistamiseksi, että se häviää. Jos syntyy kliinisesti merkittävä pneumothorax, voidaan asettaa pigtail-katetri. Toinen mahdollinen komplikaatio on lihaksensisäisen hematooman kehittyminen. Kuvassa 18 näkyy vatsan seinämän lihaksiston hematooma (verrattuna normaaliin kontralateraaliseen puoleen). Nämä hematoomat häviävät yleensä ilman toimenpiteitä. Hematooman kehittymistä voidaan seurata kliinisesti tai tarvittaessa tietokonetomografialla.

Fiduciaalisten merkkiaineiden migraatio kuvaa merkkiaineiden asennon muutosta joko asettamisen ja hoitoa suunnittelevan tietokonetomografiakuvauksen välillä tai suunnittelevan tietokonetomografian ja varsinaisen hoidon antamisen välillä. Esimerkki merkkiaineiden siirtymisestä on esitetty kuvassa 19. Tätä voi tapahtua myös silloin, kun merkkiaineet sijoitetaan pleuraaliseen tilaan3 tai verisuonensisäiseen paikkaan, kuten valtimoon, vaikka tämä on harvinaista.4 Merkkiaineiden sijoittaminen rintakehän seinämän ekstrapleuraaliseen paikkaan voi auttaa välttämään migraatiota. Lidokaiiniin liittyvä potilaan sekavuus on toinen mahdollinen komplikaatio. Kokemuksemme mukaan jotkut potilaat, jotka ovat saaneet >30 cc lidokaiinia, voivat hämmentyä. Useimmilla potilailla <30 cc on riittävä potilaan epämukavuuden hallintaan.

Johtopäätös

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että stereotaktinen radiokirurgia on yhä enemmän hyödynnetty hoitomenetelmä. On tärkeää, että radiologit, jotka suorittavat CT-ohjattua fiducial-merkkien sijoittamista, osaavat tehdä sen turvallisesti ja tarkasti. Tässä artikkelissa esitetään keskeiset tiedot siitä, miten järjestelmässä hyödynnetään fiduciaalimerkkejä, vaiheittainen opas toimenpiteen suorittamisesta, katsaus mahdollisiin komplikaatioihin ja siihen, mitä niiden ilmetessä on tehtävä.

1. Kothary N, Dieterich S, Louie JD, et al. Percutaneous implantation of fiducial markers for imaging-guided radiation therapy. AJR Am J Roentgenol. 2009;192:1090-1096.
2. Saw CB, Chen H, Wagner H Jr. fiducial-pohjaisen kuvan rekisteröinnin toteuttaminen Cyberknife-robottijärjestelmässä. Med Dosim. 2008;33: 156-160.
3. Kee ST. Fiducial placement to facilitate the treatment of lung lesions with the Cyberknife system. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Käytetty 30. maaliskuuta 2011.
4. Kee ST. Fiducial placement to facilitate the treatment of pancreas and liver lesions with the Cyberknife system. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Käytetty 30. maaliskuuta 2011.
5. Sotiropoulou E, Stathochristopoulou I, Stathopoulos K, et al. CT-guided fiducial placement for Cyberknife stereotactic radiosurgery: Ensimmäiset kokemukset. Cardiovasc Intervent Radiol. 2010;33:586-589.

Takaisin alkuun.