Dr. White is assistent-professor radiologie, directeur musculoskeletale radiologie, afdeling radiologie; Dr. Boswell is hoogleraar radiologie en urologie en vice-voorzitter, afdeling radiologie; Dr. Whang is assistent-professor klinische radiologie en medisch directeur beeldvorming, afdeling radiologie; en Dr. Duddalwar is assistent-professor radiologie, afdeling radiologie, aan de Keck School of Medicine; Dr. Whang is assistent-professor klinische radiologie en medisch directeur beeldvorming, afdeling radiologie; en Dr. Duddalwar is assistent-professor radiologie, afdeling radiologie, aan de Keck School of Medicine,University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA. Dr. Mandelin is arts-assistent, afdeling Radiation Oncology; en de heer Astrahan is hoofd medische fysica en universitair hoofddocent, afdeling Radiation Oncology, aan de Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA.

Image-guided radiation therapy (IGRT) maakt gebruik van real-time beeldvorming om tumoren nauwkeuriger te bestralen. De ontwikkeling van zeer conforme bestralingstherapietechnieken stelt hogere eisen aan de nauwkeurigheid van de bestraling.

In de praktijk bestaan er grote onzekerheden in de afbakening van het tumorvolume en in de lokalisatie van het doelwit ten gevolge van fysiologische orgaanbewegingen. IGRT maakt gebruik van orthogonale röntgenstralen om radiopake fiduciale markers te visualiseren die in en naast de tumor zijn geïmplanteerd voor real-time tracking tijdens de gehele behandelingscyclus.1 Stereotactische radiochirurgie (SRS), die in één enkele fractie wordt toegediend, en stereotactische radiotherapie (SRT), die in maximaal 5 fracties wordt toegediend, werden in Stanford ontwikkeld en in 2001 door de U.S. Food & Drug Administration goedgekeurd. Een robot (figuur 1) levert zeer geconcentreerde 6MV fotonenstraling vanuit een enkele, sterk gecollimeerde bundel vanuit honderden hoeken. De figuren 1 en 2 tonen de vele onderdelen van het radiotherapiesysteem binnen de kluiskamer, waar de patiënt wordt behandeld.

Het systeem synchroniseert de bundelafgifte voortdurend met de beweging van de tumor, waardoor een aanzienlijke dosisreductie in de behandelingsmarges mogelijk is en de noodzaak van ademhalingsstilstand vervalt. De patiënt draagt een speciaal vest met lichtgevende diodes die de tumor volgen aan de hand van de ademhaling of andere bewegingen van de patiënt. Deze bewegingen worden gedetecteerd door de aan het plafond bevestigde camera. Deze informatie wordt weergegeven op een computermonitor, waar een ademhalingsmodel wordt gemaakt, waarmee de bestraling in real time kan worden aangepast, onder meer door de plaats van de tumor te voorspellen. Het systeem heeft verwisselbare collimatoren met afmetingen van 5 tot 60 mm en maakt gebruik van de niet-coplanaire bundelopstelling om submillimeternauwkeurigheid te leveren. Real-time kV-beeldvorming wordt verkregen met behulp van ofwel benige referentiepunten (bv. 6-dimensionale schedelbasis tracking of wervelkolom tracking) of geïmplanteerde radiografische fiducial markers (bv. gouden zaadjes of spoelen). Figuur 3 toont hoe digitaal gereconstrueerde röntgenfoto’s worden verkregen, en vergelijkt hoe de fiduciale markers verschijnen op het planningscomputertomografiesysteem (CT) (synthetische beelden) met hoe de markers verschijnen tijdens live beeldvorming (camerabeelden). De gecombineerde beelden, overlappende beelden genoemd, helpen de positionering van de patiënt te verifiëren en de beweging van de patiënt te volgen.

De plaatsing van de fiducialen kan voor de radioloog adequaat lijken, in die zin dat zij zich in de buurt van de laesie bevinden en het systeem de ruimtelijke informatie verschaffen die het nodig heeft om de straling nauwkeurig toe te dienen. Wat voor een radioloog echter adequaat lijkt op CT-beelden, kan onaanvaardbaar zijn omdat fiducial tracking wordt verkregen met orthogonale radiografieën, waarvan digitaal gereconstrueerde radiografieën worden gemaakt.2 Dit kan resulteren in overlappende markers die niet bruikbaar zijn. Dit verschijnsel wordt gedemonstreerd in de figuren 4 en 5, waarin een schematische voorstelling wordt gegeven van een levertumor en fiduciale markers.

Richtlijnen voor het plaatsen van fiducials

In principe moet één fiducial in het midden van het behandelingsvolume (in het midden van de laesie) worden geplaatst. Extra fiducials moeten worden gecentreerd rond de tumor volume (bracketing de laesie superiorly, inferiorly, mediaal en lateraal). Optimaal moet de markers worden geplaatst in verschillende vlakken in de x-, y-en z-assen (figuur 6).3-5

Fiducials mogen niet worden geplaatst in hetzelfde vlak (bijvoorbeeld dezelfde axiale-CT beeldvlak), op een zodanige wijze dat ze ongeveer een 45-graden hoek vormen met de horizon (figuur 7). Geen enkel fiduciaal mag zich op een afstand van meer dan 5 à 6 cm van de laesie bevinden. De afstand tussen de fiducial markers moet minimaal 1,5 cm bedragen. Er moet een hoek van ten minste 15 graden zijn tussen de 3 fiducials (figuur 8). 3-5 Er zijn minimaal 3 fiducials nodig om een vlak te definiëren, wat nodig is om het systeem in staat te stellen de behandeling in de ruimte te lokaliseren. De voorkeur gaat uit naar meer fiducial markers – in de instelling van de auteurs worden er gewoonlijk 5 of 6 geplaatst – omdat sommige markers door overlapping of migratie van de marker onbruikbaar kunnen zijn.

Methodes

In de instelling van de auteurs wordt een 16-gauge Hawkins-naald gebruikt, die in lengtes van 5, 10 of 15 cm verkrijgbaar is (figuur 9). Deze naald heeft een binnenste potloodpuntstilet met een witte knop en een blauw stomp stilet dat wordt gebruikt om de fiduciale marker in de weefsels te brengen. Met deze naald kan meer dan 1 marker worden geplaatst na slechts 1 keer in de huid te hebben geprikt door de hoek van de naald tussen de fiduciale plaatsingen te herpositioneren.

Fiducials zijn kleine gouden markers die in de weke delen of in de laesie worden geïmplanteerd. Zij verschaffen ruimtelijke informatie waarmee het systeem de bestraling nauwkeurig kan sturen. Goud is dichter dan chirurgische clips en verschijnt uniek op beeldvorming met karakteristieke streepartefacten. Fiducials zijn meestal vereist voor tumoren in de borstkas, de buik, het bekken of andere weke delen. Zij zijn wellicht niet vereist voor laesies in de buurt van de wervelkolom, aangezien de wervelkolom ruimtelijke lokalisatie biedt. Fiducials zijn niet vereist voor intracraniële laesies.

Voor de procedure wordt een basisbiopsieblad gebruikt met een 16-gauge Hawkins-naald, 0,8 x 5-mm gouden zaad fiducial markers, en een Kelly klem (figuur 9). Vóór de procedure wordt de vorige CT van de patiënt bekeken. De patiënt wordt in de juiste positie gelegd (d.w.z. rugligging of buikligging) en de eerste beelden worden verkregen. De patiënt wordt op de gebruikelijke steriele wijze voorbereid en gedrapeerd. Voor plaatselijke verdoving wordt 1% lidocaïne gebruikt. Er wordt een kleine inkeping gemaakt in de huid van de patiënt (figuur 10). De Hawkins-naald met de stilet in potloodpunt wordt naar de gewenste plaats gebracht en bevestigd door CT. Er worden Kelly-klemmen gebruikt om de fiduciale marker vast te houden. Het is gemakkelijker de marker in de Hawkins-naald te laten vallen als de oriëntatie van de marker een beetje schuin staat ten opzichte van de Kelly-klem (figuur 11). De figuren 10 tot en met 12 tonen een patiënt met slechte longfunctietests bij wie fiduciale markers in de borstwand werden geplaatst om een mogelijke pneumothorax te vermijden.

De stilet met potloodpunt wordt uit de Hawkins-naald verwijderd. Met behulp van de Kelly clamp wordt de fiduciale marker in de Hawkins-naald geplaatst en losgelaten. Figuur 11 toont de bovenstaande stappen met de fiduciale marker in het proximale deel van de Hawkins-naald. De blauwe stylet met stompe punt wordt vervolgens in de Hawkins-naald geplaatst. Dit duwt de marker naar de punt van de naald. Om ervoor te zorgen dat de marker de naald verlaat, moet de blauwe stompvormige naald volledig worden opgeschoven door de luer lock-onderdelen van de stilet en de Hawkins naald te verdraaien totdat de knop gelijk ligt met de naaldhuls. De naald kan op dit punt worden verwijderd, of de stylet met de stompe punt kan worden teruggeplaatst en de naald kan opnieuw worden gepositioneerd voor het plaatsen van extra markers. Wanneer de plaatsing van fiduciale markers is voltooid, worden CT-beelden verkregen waarop de plaats van de markers is aangegeven (figuur 12).

Er moeten in principe 5 tot 6 markers worden geplaatst. Het is belangrijk dat zij in verschillende vlakken langs de x-, y- en z-as liggen. Indien mogelijk is het optimaal een marker in het midden van de laesie te plaatsen (figuur 13), en vervolgens de andere markers rond de laesie te plaatsen (bracketing), zodat het isocentrum van de markers het centrum van de laesie is. Soms is het niet mogelijk, zoals bij de patiënt in de figuren 10 tot en met 12, om een marker in het centrum van de laesie te plaatsen, maar door ze binnen 5 cm te plaatsen wordt de behandeling toch vergemakkelijkt. Markers die meer dan 7 cm van de laesie worden geplaatst, zullen waarschijnlijk niet bruikbaar zijn. Het systeem gebruikt een klein gezichtsveld (20 cm). Voorbeelden van het plaatsen van fiducials in de borst, de buik en het bekken zijn te zien in de figuren 14 tot en met 16.

Monitoring en veiligheid

Patiënten bij wie fiducials in organen (bijvoorbeeld de lever) worden geplaatst, worden gewoonlijk gedurende 2 uur na de procedure geobserveerd. Patiënten bij wie alleen fiducials in de weke delen (bijvoorbeeld de borstwand) zijn geplaatst, worden gedurende 1 uur geobserveerd. Na deze tijd worden de patiënten gewoonlijk ontslagen. Patiënten wachten gewoonlijk 7 tot 10 dagen om de fiducial markers te laten “inwerken” alvorens terug te komen voor de planning CT. Zodra de plannings CT is uitgevoerd, ontwikkelen de bestralingsoncologen hun behandelplan. Als de fiducial markers tussen de planning en de behandeling migreren, zijn ze niet bruikbaar tenzij de patiënt opnieuw wordt gescand en het behandelplan wordt herzien.

Complicaties

Naast de gebruikelijke kleine risico’s van bloedingen en infecties bij interventionele procedures, omvatten mogelijke complicaties de ontwikkeling van een pneumothorax, verwarring bij de patiënt als gevolg van lidocaïne, en migratie van de fiducial-markers na plaatsing. Als een kleine pneumothorax optreedt (figuur 17), kan de patiënt worden gevolgd met röntgenfoto’s om te controleren of resolutie. Als een klinisch significante pneumothorax optreedt, kan een pigtailkatheter worden geplaatst. Een andere mogelijke complicatie is de ontwikkeling van een intramusculair hematoom. Figuur 18 toont een hematoom van de buikwandmusculatuur (in vergelijking met de normale contralaterale zijde). Deze hematomen verdwijnen gewoonlijk zonder interventie. Het hematoom kan indien nodig klinisch of met CT worden gevolgd.

Fiduciale-markermigratie beschrijft een verandering in de positie van markers, hetzij tussen plaatsing en de CT-scan voor het plannen van de therapie, hetzij tussen de CT-scan voor het plannen van de behandeling en de eigenlijke behandeling. Een voorbeeld van markermigratie is te zien in figuur 19. Dit kan ook gebeuren wanneer de markers in de pleurale ruimte3 of op een intravasculaire plaats, zoals een slagader, worden geplaatst, hoewel dit zelden voorkomt.4 Door markers op een extrapleurale plaats in de borstwand te plaatsen, kan migratie worden voorkomen. Verwarring van de patiënt door lidocaïne is een andere mogelijke complicatie. Het is onze ervaring dat sommige patiënten die >30 cc lidocaïne hebben gekregen, verward kunnen raken. Bij de meeste patiënten is <30 cc voldoende om het ongemak voor de patiënt onder controle te houden.

Conclusie

In conclusie, stereotactic radiosurgery is een steeds meer gebruikte behandelingsmethode. Het is belangrijk dat radiologen die CT-geleide fiducial markers plaatsen, dit veilig en nauwkeurig kunnen doen. Dit artikel geeft de belangrijkste informatie over hoe het systeem fiducial markers gebruikt, een stap-voor-stap handleiding over hoe de procedure moet worden uitgevoerd, een overzicht van mogelijke complicaties en wat te doen als deze zich voordoen.

1. Kothary N, Dieterich S, Louie JD, et al. Percutane implantatie van fiducial markers voor beeldgestuurde bestralingstherapie. AJR Am J Roentgenol. 2009;192:1090-1096.
2. Saw CB, Chen H, Wagner H Jr. Implementatie van beeldregistratie op basis van fiducials in het Cyberknife-robotsysteem. Med Dosim. 2008;33: 156-160.
3. Kee ST. Fiduciale plaatsing om de behandeling van longlaesies met het Cyberknife-systeem te vergemakkelijken. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Geraadpleegd op 30 maart 2011.
4. Kee ST. Fiduciale plaatsing om de behandeling van pancreas- en leverlaesies met het Cyberknife-systeem te vergemakkelijken. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Geraadpleegd op 30 maart 2011.
5. Sotiropoulou E, Stathochristopoulou I, Stathopoulos K, et al. CT-guided fiducial placement for Cyberknife stereotactic radiosurgery: Een eerste ervaring. Cardiovasc Intervent Radiol. 2010;33:586-589.

Terug naar boven