Dr White is an Assistant Professor of Radiology, Director of Musculoskeletal Radiology, Department of Radiology; Dr Boswell is a Professor of Radiology and Urology and Associate Chairman, Department of Radiology; Dr. Whang jest adiunktem radiologii klinicznej i dyrektorem medycznym ds. obrazowania w Zakładzie Radiologii, a dr Duddalwar jest adiunktem radiologii w Zakładzie Radiologii w Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA. Dr Mandelin jest rezydentem, Departament Onkologii Radiacyjnej; a Pan Astrahan jest szefem fizyki medycznej i profesorem nadzwyczajnym, Departament Onkologii Radiacyjnej, w Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA.

Image-guided radiation therapy (IGRT) wykorzystuje obrazowanie w czasie rzeczywistym w celu dostarczenia bardziej precyzyjnej radioterapii w odniesieniu do guzów. Rozwój wysoce konformalnych technik radioterapii stawia bardziej rygorystyczne wymagania co do dokładności ukierunkowania wiązki.

W praktyce istnieją duże niepewności w wyznaczaniu objętości guza i lokalizacji celu z powodu fizjologicznego ruchu narządów. IGRT wykorzystuje ortogonalne promieniowanie rentgenowskie do wizualizacji radiopatycznych markerów fiducialnych wszczepionych w obrębie guza i w jego sąsiedztwie w celu śledzenia w czasie rzeczywistym podczas całego cyklu leczenia.1 Radiochirurgia stereotaktyczna (SRS), która jest podawana w pojedynczej frakcji, i radioterapia stereotaktyczna (SRT), która jest podawana w maksymalnie 5 frakcjach, zostały opracowane w Stanford i zatwierdzone przez amerykańską Agencję ds. Robot (rysunek 1) dostarcza wysoce skoncentrowane promieniowanie fotonowe 6MV z pojedynczej, wysoce skolimowanej wiązki pod setkami kątów. Ryciny 1 i 2 przedstawiają wiele elementów systemu radioterapii w pomieszczeniu skarbca, w którym pacjent jest leczony.

System w sposób ciągły synchronizuje dostarczanie wiązki z ruchem guza, umożliwiając znaczną redukcję dawki w marginesach leczenia przy jednoczesnym wyeliminowaniu konieczności wstrzymywania oddechu. Pacjent nosi specjalną kamizelkę wyposażoną w diody emitujące światło, które śledzą ruchy guza w zależności od oddechu lub innych ruchów pacjenta. Ruch ten jest wykrywany przez zamontowaną pod sufitem matrycę kamer. Informacje te są wyświetlane na monitorze komputera, gdzie tworzony jest model oddechu, który pozwala na dostosowanie dawki promieniowania w czasie rzeczywistym, w tym przewidywanie lokalizacji guza. System posiada wymienne kolimatory o rozmiarach od 5 do 60 mm i wykorzystuje niekoplanarne ułożenie wiązki w celu zapewnienia submilimetrowej dokładności. Obrazowanie kV w czasie rzeczywistym uzyskuje się przy użyciu kostnych punktów odniesienia (np. 6-wymiarowe śledzenie podstawy czaszki lub śledzenie kręgosłupa) lub wszczepionych radiograficznych znaczników orientacyjnych (np. złote nasiona lub cewki). Rysunek 3 przedstawia sposób uzyskiwania cyfrowo zrekonstruowanych radiogramów i porównuje wygląd znaczników fiducialnych na planującym systemie tomografii komputerowej (CT) (obrazy syntetyczne) z wyglądem znaczników podczas obrazowania na żywo (obrazy z kamery). Połączone obrazy, zwane nakładkami, pomagają zweryfikować pozycjonowanie pacjenta i śledzić ruch pacjenta.

Umieszczenie znaczników może wydawać się odpowiednie dla radiologa, ponieważ znajdują się one w pobliżu zmiany chorobowej, zapewniając systemowi informacje przestrzenne potrzebne do dokładnego podawania promieniowania. Jednak to, co na obrazach TK może wydawać się radiologowi odpowiednie, może być nie do przyjęcia, ponieważ śledzenie fiduciala uzyskuje się za pomocą ortogonalnych radiogramów, na podstawie których wykonuje się cyfrowo zrekonstruowane radiogramy.2 Może to skutkować nakładaniem się znaczników, które nie będą nadawały się do użytku. Zjawisko to pokazano na rysunkach 4 i 5, przedstawiających schematyczne przedstawienie guza wątroby i znaczników fiducialnych.

Wskazówki dotyczące umiejscowienia znacznika

Zasadniczo jeden znacznik powinien być wyśrodkowany w objętości leczenia (w środku zmiany). Dodatkowe fiducials powinny być wyśrodkowane wokół objętości guza (bracketing the lesion superiorly, inferiorly, medially, and laterally). Optymalnie, znaczniki powinny być umieszczone w różnych płaszczyznach w osi x, y i z (Rysunek 6).3-5

Fiducials nie powinny być umieszczone w tej samej płaszczyźnie (np. tej samej osiowej-CT płaszczyzny obrazu), w taki sposób, że tworzą one około 45 stopni kąt z horyzontem (Rysunek 7). Żaden fiducial nie powinien znajdować się w odległości większej niż 5 do 6 cm od zmiany. Pomiędzy markerami fiducialnymi powinno być co najmniej 1,5 cm. Co najmniej 15-stopniowe kątowanie powinno być obecne pomiędzy dowolnymi 3 fiducialami (Rysunek 8). 3-5 Minimum 3 znaczniki są potrzebne do zdefiniowania płaszczyzny, która jest niezbędna, aby system mógł zlokalizować leczenie w przestrzeni. W instytucji autorów preferuje się więcej znaczników fiducialnych, zwykle umieszcza się ich 5 lub 6, ponieważ niektóre znaczniki mogą być bezużyteczne z powodu nakładania się lub migracji znaczników.

Metody

W instytucji autorów używana jest 16-gauge igła Hawkinsa dostępna w długościach 5, 10 lub 15 cm (ryc. 9). Igła ta ma wewnętrzny trzpień typu pencil-point, który ma białą gałkę i niebieski trzpień z tępym końcem, który jest używany do wprowadzania znacznika fiducial do tkanek. Igła ta umożliwia umieszczenie więcej niż 1 znacznika po nakłuciu skóry tylko 1 raz poprzez zmianę położenia kąta igły pomiędzy umieszczeniami znaczników fiducial.

Fiducials to małe złote znaczniki, które są wszczepiane do tkanek miękkich lub w obrębie zmiany chorobowej. Dostarczają one informacji przestrzennych dla systemu w celu dokładnego kierowania dawką promieniowania. Złoto jest gęstsze niż klipsy chirurgiczne i pojawia się na obrazach z charakterystycznymi artefaktami smugowymi. Fiducials są zazwyczaj wymagane w przypadku guzów w klatce piersiowej, brzuchu, miednicy lub innych tkanek miękkich. Mogą one nie być wymagane w przypadku zmian w pobliżu kręgosłupa, ponieważ kręgosłup zapewnia lokalizację przestrzenną. Fiducials nie są wymagane dla zmian wewnątrzczaszkowych.

Do procedury używany jest podstawowy zestaw do biopsji z igłą Hawkinsa 16-gauge, złotymi markerami fiducialnymi 0,8 x 5 mm i zaciskiem Kelly’ego(Rycina 9). Przed zabiegiem przegląda się poprzednią tomografię komputerową pacjenta. Pacjent jest układany w odpowiedniej pozycji (tj. na wznak lub na leżąco) i uzyskuje się wstępne obrazy. Pacjent jest przygotowywany i obłożony w typowy, sterylny sposób. Do znieczulenia miejscowego używana jest 1% lidokaina. Na skórze pacjenta wykonywane jest małe nacięcie (Rycina 10). Igła Hawkinsa z założonym trzpieniem ołówkowym jest wprowadzana do żądanego miejsca i potwierdzana w badaniu TK. Do uchwycenia znacznika fiducialnego stosuje się zaciski Kelly’ego. Łatwiej jest wprowadzić znacznik do igły Hawkinsa, jeśli orientacja znacznika jest lekko pochylona w stosunku do zacisku Kelly’ego (ryc. 11). Ryciny 10 do 12 przedstawiają pacjenta ze słabymi wynikami testów czynnościowych płuc, u którego umieszczono znaczniki fiducialne w ścianie klatki piersiowej w celu uniknięcia możliwej odmy opłucnowej.

Ołówkowy trzpień jest usuwany z igły Hawkinsa. Przy użyciu zacisku Kelly’ego znacznik jest pozycjonowany i uwalniany do igły Hawkinsa. Rycina 11 przedstawia powyższe czynności z markerem fiducialnym w proksymalnej części igły Hawkinsa. Niebieski tępo zakończony trzpień jest następnie umieszczany w igle Hawkinsa. Spycha to znacznik do końcówki igły. Aby upewnić się, że znacznik opuści igłę, niebieski tępo zakończony trzpień powinien być całkowicie wysunięty do przodu przez przekręcenie elementów luer lock trzpienia i igły Hawkinsa, aż pokrętło znajdzie się w jednej płaszczyźnie z piastą igły. W tym momencie można usunąć igłę lub wymienić końcówkę ołówkową i zmienić położenie igły w celu umieszczenia dodatkowego znacznika. Po zakończeniu umieszczania znaczników fiducialnych uzyskuje się obrazy TK przedstawiające lokalizację znaczników (ryc. 12).

Doskonale, należy umieścić 5 do 6 znaczników. Ważne jest, aby znajdowały się one w różnych płaszczyznach wzdłuż osi x, y i z. Jeśli jest to możliwe, optymalne jest umieszczenie markera w centrum zmiany (Rycina 13), a następnie umieszczenie pozostałych markerów wokół zmiany (bracketing), tak aby izocentrum markerów było środkiem zmiany. Czasami nie jest możliwe, jak w przypadku pacjenta przedstawionego na rycinach 10-12, umieszczenie markera w centrum zmiany, ale umieszczenie ich w odległości do 5 cm nadal ułatwi leczenie. Markery umieszczone w odległości większej niż 7 cm od zmiany prawdopodobnie nie będą nadawały się do użycia. System wykorzystuje małe pole widzenia (20 cm). Przykłady umieszczenia znaczników w klatce piersiowej, brzuchu i miednicy przedstawiono na rycinach 14-16.

Monitorowanie i bezpieczeństwo

Pacjenci, u których znaczniki umieszczono w narządach (np. w wątrobie), są zwykle obserwowani przez 2 godziny po zabiegu. Pacjenci, którzy mają fiducials umieszczone tylko w tkankach miękkich (np., ściany klatki piersiowej) są obserwowani przez 1 godzinę. Po tym czasie pacjenci są zazwyczaj wypisywani. Pacjenci zwykle czekają od 7 do 10 dni, aby umożliwić „bliznowacenie” znaczników fiducialnych przed powrotem na planowe TK. Po wykonaniu planowej tomografii komputerowej, onkolodzy radioterapeuci opracowują plan leczenia. Jeśli markery fiducial migrują pomiędzy planowaniem a leczeniem, nie będą nadawały się do użytku, chyba że pacjent zostanie ponownie zeskanowany, a plan leczenia zostanie zmieniony.

Powikłania

Oprócz zwykłego niewielkiego ryzyka krwawienia i infekcji przy procedurach interwencyjnych, potencjalne powikłania obejmują rozwój odmy opłucnowej, związaną z lidokainą dezorientację pacjenta oraz migrację markerów fiducial po ich umieszczeniu. Jeśli wystąpi niewielka odma opłucnowa (Rycina 17), pacjent może być obserwowany za pomocą zdjęć radiologicznych w celu sprawdzenia jej ustąpienia. Jeśli wystąpi istotna klinicznie odma opłucnowa, można założyć cewnik pigtail. Innym możliwym powikłaniem jest powstanie krwiaka śródmięśniowego. Rycina 18 przedstawia krwiak mięśni ściany jamy brzusznej (w porównaniu z normalną stroną kontralateralną). Krwiaki te zwykle ustępują bez interwencji. W razie potrzeby krwiak można obserwować klinicznie lub za pomocą TK.

Migracja znaczników to zmiana położenia znaczników między ich umieszczeniem a planowanym badaniem TK lub między planowanym badaniem TK a rzeczywistym podaniem leku. Przykład migracji znacznika przedstawiono na rycinie 19. Może to również wystąpić w przypadku umieszczenia znaczników w przestrzeni opłucnowej,3 lub w miejscu wewnątrznaczyniowym, takim jak tętnica, chociaż zdarza się to rzadko.4 Umieszczenie znaczników w miejscu pozapłucnym w ścianie klatki piersiowej może pomóc w uniknięciu migracji. Kolejnym potencjalnym powikłaniem jest dezorientacja pacjenta związana z działaniem lidokainy. Z naszego doświadczenia wynika, że u niektórych pacjentów, którzy otrzymali >30 cm3 lidokainy, może dojść do dezorientacji. U większości pacjentów <30 cm3 jest wystarczające do opanowania dyskomfortu pacjenta.

Wniosek

Podsumowując, radiochirurgia stereotaktyczna jest coraz częściej stosowaną metodą leczenia. Ważne jest, aby radiolodzy wykonujący zabiegi umieszczania znaczników fiducialnych pod kontrolą tomografii komputerowej byli w stanie wykonywać je bezpiecznie i dokładnie. W niniejszym artykule przedstawiono podstawowe informacje o tym, jak system wykorzystuje markery fiducialne, przewodnik krok po kroku, jak wykonać procedurę, przegląd potencjalnych powikłań i postępowanie w przypadku ich wystąpienia.

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. Implementation of fiducial-based image registration in the Cyberknife robotic system. 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. Dostęp 30.03.2011.
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. Dostęp 30.03.2011.
5. Sotiropoulou E, Stathochristopoulou I, Stathopoulos K, et al. CT-guided fiducial placement for Cyberknife stereotactic radiosurgery: An initial experience. Cardiovasc Intervent Radiol. 2010;33:586-589.

Powrót na górę