Dr White är biträdande professor i radiologi och chef för muskuloskeletal radiologi vid avdelningen för radiologi; Dr Boswell är professor i radiologi och urologi och biträdande ordförande vid avdelningen för radiologi; Dr. Whang är biträdande professor i klinisk radiologi och medicinsk chef för bilddiagnostik, avdelningen för radiologi, och dr Duddalwar är biträdande professor i radiologi, avdelningen för radiologi, vid Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA. Dr. Mandelin är en intern läkare vid avdelningen för strålningsonkologi, och Astrahan är chef för medicinsk fysik och docent vid avdelningen för strålningsonkologi vid Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA.

Image-guided radiation therapy (IGRT) använder sig av bildbehandling i realtid för att ge en mer exakt strålbehandling med avseende på tumörer. Utvecklingen av mycket konforma strålterapitekniker ställer strängare krav på noggrannhet i inriktningen av strålen.

I praktiken finns det stora osäkerheter i avgränsningen av tumörvolymen och i mållokaliseringen på grund av fysiologisk organrörelse. IGRT använder ortogonala röntgenstrålar för att visualisera radioaktiva fiduciella markörer som implanterats i och intill tumören för spårning i realtid under hela behandlingscykeln.1 Stereotaktisk radiokirurgi (SRS), som ges i en enda fraktion, och stereotaktisk radioterapi (SRT), som ges i upp till fem fraktioner, utvecklades vid Stanford och godkändes av den amerikanska läkemedelsmyndigheten Food & Drug Administration år 2001. En robot (figur 1) levererar högfokuserad 6MV-fotonstrålning från en enda, starkt kollimerad stråle från hundratals vinklar. Figur 1 och 2demonstrerar strålbehandlingssystemets många komponenter i valvrummet, där patienten behandlas.

Systemet synkroniserar kontinuerligt strålleveransen med tumörens rörelse, vilket möjliggör en betydande dosreducering i behandlingsmarginaler samtidigt som det eliminerar behovet av andningsuppehåll. Patienten bär en speciell väst som har lysdioder som följer tumören enligt patientens andning eller andra rörelser. Denna rörelse upptäcks av den takmonterade kameramatrisen. Denna information visas på en dataskärm, där en andningsmodell görs, som kan göra justeringar av strålningstillförseln i realtid, bland annat genom att förutsäga tumörens placering. Systemet har utbytbara kollimatorer med storlekar från 5 till 60 mm och utnyttjar sitt icke-koplanära strålarrangemang för att leverera submillimeternoggrannhet. KV-avbildning i realtid erhålls med hjälp av antingen beniga referenspunkter (t.ex. 6-dimensionell skallbasspårning eller ryggradsspårning) eller implanterade radiografiska referensmarkörer (t.ex. guldfrön eller spolar). Figur 3 visar hur digitalt rekonstruerade röntgenbilder erhålls och jämför hur referensmarkörerna ser ut på det planerande datortomografisystemet (syntetiska bilder) med hur markörerna ser ut under bildtagning i realtid (kamerabilder). De kombinerade bilderna, som kallas överlagringar, hjälper till att verifiera patientens positionering och följa patientens rörelse.

Fiducialplaceringen kan förefalla adekvat för radiologen i och med att de befinner sig nära lesionen, vilket ger systemet den rumsliga information som det behöver för att leverera strålning på ett korrekt sätt. Det som kan förefalla adekvat på CT-bilder för en radiolog kan dock vara oacceptabelt eftersom fiducialspårning erhålls med hjälp av ortogonala röntgenbilder, från vilka digitalt rekonstruerade röntgenbilder görs.2 Detta kan resultera i överlappande markörer som inte kommer att vara användbara. Detta fenomen visas i figurerna 4 och 5, som visar en schematisk representation av en levertumör och fiduciella markörer.

Riktlinjer för placering av fiducials

Idealt bör en fiducial vara centrerad i behandlingsvolymen (i mitten av lesionen). Ytterligare fiducials ska vara centrerade runt tumörvolymen (sätta krokben för lesionen superior, inferior, medialt och lateralt). Optimalt bör markörerna placeras i olika plan i x-, y- och z-axlarna (figur 6).3-5

Fiducials bör inte placeras i samma plan (t.ex. samma axial-CT-bildplan), på ett sådant sätt att de bildar ungefär en 45-graders vinkel med horisonten (figur 7). Ingen referenspunkt bör vara mer än 5-6 cm från lesionen. Det ska vara minst 1,5 cm mellan referenspunkterna. Minst 15 graders vinkel ska finnas mellan tre referenspunkter (figur 8). 3-5 Minst tre referenspunkter behövs för att definiera ett plan, vilket är nödvändigt för att systemet skall kunna lokalisera behandlingen i rummet. Fler referenspunkter är att föredra – 5 eller 6 är vanligtvis placerade vid författarnas institution eftersom vissa referenspunkter kan vara oanvändbara på grund av överlappning eller flyttning av referenspunkter.

Metoder

På författarnas institution används en 16-gauge Hawkins-nål som finns tillgänglig i längder på 5, 10 eller 15 cm (figur 9). Nålen har en inre stylt med blyertspets som har en vit knopp och en blå stylt med trubbig spets som används för att föra in den fiduciella markören i vävnaderna. Denna nål gör det möjligt att placera mer än 1 markör efter att ha punkterat huden endast 1 gång genom att omplacera nålens vinkel mellan fiducialplaceringarna.

Fiducialer är små guldmarkörer som implanteras i mjukvävnaden eller i lesionen. De ger rumslig information för att systemet ska kunna styra strålningen exakt. Guld är tätare än kirurgiska clips och framträder unikt vid avbildning med karakteristiska streckartefakter. Fiducials krävs vanligtvis för tumörer i bröstet, buken, bäckenet eller andra mjukvävnader. De kanske inte behövs för lesioner nära ryggraden, eftersom ryggraden ger rumslig lokalisering. Fiducialer behövs inte för intrakraniella lesioner.

För proceduren används en grundläggande biopsibricka med en 16-gauge Hawkins-nål, 0,8 x 5-mm guldfrö-fiducialmarkörer med guldfrö och en Kelly-klämma(Figur 9). Före ingreppet granskas patientens tidigare datortomografi. Patienten placeras i lämplig position (dvs. liggande eller liggande) och de första bilderna tas. Patienten förbereds och förkläs på sedvanligt sterilt sätt. För lokalbedövning används 1 % lidokain. En liten skåra görs i patientens hud (figur 10). Hawkins-nålen med pennspetsen på plats förs fram till den önskade platsen och bekräftas av CT. Kellyklämmor används för att ta tag i referensmärket. Det är lättare att släppa markören i Hawkins-nålen om markörens orientering är något vinklad i förhållande till Kelly-klämman (figur 11). Figurerna 10 till 12 visar en patient med dåliga lungfunktionstester hos vilken fiduciella markörer placerades i bröstväggen för att undvika en eventuell pneumothorax.

Pennspetsstylet avlägsnas från Hawkins-nålen. Med hjälp av Kelly-klämman placeras och frigörs referensmärket i Hawkins-nålen. Figur 11 visar ovanstående steg med referensmärket i den proximala delen av Hawkins-nålen. Den blå styleten med trubbig spets placeras sedan i Hawkins-nålen. Detta trycker markeringen till nålens spets. För att säkerställa att markören kommer ut ur nålen ska den blå styleten med trubbig spets skjutas fram helt och hållet genom att vrida på styletens och Hawkins-nålens luerlockkomponenter tills knappen ligger i jämnhöjd med nålens nav. Nålen kan avlägsnas vid denna punkt, eller så kan styleten med blyertspets bytas ut och nålen kan omplaceras för ytterligare placering av markörer. När placeringen av fiduciella markörer är klar erhålls CT-bilder som visar markörernas placering (figur 12).

Idealt bör 5 till 6 markörer placeras. Det är viktigt att de ligger i olika plan längs x-, y- och z-axeln. Om det är möjligt är det optimalt att placera en markör i mitten av lesionen (figur 13) och sedan placera de andra markörerna runtom (som parentes) lesionen, så att markörernas isocenter är lesionens centrum. Ibland är det inte möjligt, som hos patienten i figurerna 10-12, att placera en markör i lesionens centrum, men att placera dem inom 5 cm underlättar ändå behandlingen. Markörer som placeras mer än 7 cm från lesionen kommer sannolikt inte att vara användbara. Systemet använder ett litet synfält (20 cm). Exempel på fiducialplacering i bröstet, buken och bäckenet visas i figurerna 14 till 16.

Övervakning och säkerhet

Patienter som har fiducials placerade i organ (t.ex. levern) observeras vanligen i 2 timmar efter ingreppet. Patienter som har fiducials placerade endast i mjuka vävnader (t.ex. bröstväggen) observeras i 1 timme. Efter denna tid skrivs patienterna vanligtvis ut. Patienterna väntar vanligtvis 7 till 10 dagar för att låta de fiduciella markörerna ”sätta sig” innan de återvänder för planerings-CT. När planerings-CT:n har utförts utarbetar strålningsonkologerna sin behandlingsplan. Om fiduciella markörer migrerar mellan planering och behandling kan de inte användas om inte patienten skannas igen och behandlingsplanen revideras.

Komplikationer

Inom de vanliga små riskerna för blödning och infektion vid interventionella ingrepp, omfattar potentiella komplikationer utveckling av pneumothorax, lidokainrelaterad förvirring hos patienten och migration av fiduciella markörer efter placering. Om en liten pneumothorax uppstår (Figur 17) kan patienten följas med röntgenbilder för att verifiera att den har lösts. Om en kliniskt signifikant pneumothorax uppstår kan en pigtailkateter placeras. En annan möjlig komplikation är utveckling av ett intramuskulärt hematom. Figur 18 visar ett hematom i bukväggsmuskulaturen (jämfört med den normala kontralaterala sidan). Dessa hematom försvinner vanligtvis utan ingrepp. Hematomet kan följas kliniskt eller med CT vid behov.

Fiduciell-markörmigration beskriver en förändring av markörernas position antingen mellan placeringen och den terapiplanerande CT-skanningen eller mellan den planerande CT-skanningen och den faktiska behandlingsleveransen. Ett exempel på flyttning av markörer illustreras i figur 19. Detta kan också inträffa när markörer placeras i pleurarummet,3 eller på ett intravaskulärt ställe, t.ex. en artär, även om detta är ovanligt.4 Placering av markörer på ett extrapleuralt ställe i bröstväggen kan bidra till att undvika migration. Lidokainrelaterad patientförvirring är en annan potentiell komplikation. Vår erfarenhet är att vissa patienter som fått >30 cc lidokain kan bli förvirrade. Hos de flesta patienter är <30 cc tillräckligt för att kontrollera patientens obehag.

Slutsats

Slutsatsen är att stereotaktisk radiokirurgi är en alltmer använd behandlingsmetod. Det är viktigt att radiologer som utför CT-styrd placering av fiduciella markörer kan göra detta på ett säkert och noggrant sätt. Den här artikeln ger de viktigaste uppgifterna om hur systemet utnyttjar fiduciella markörer, en steg-för-steg-guide för hur man utför proceduren, en genomgång av potentiella komplikationer och vad man ska göra när de inträffar.

1. Kothary N, Dieterich S, Louie JD, et al. Perkutan implantation av fiduciella markörer för bildstyrd strålbehandling. AJR Am J Roentgenol. 2009;192:1090-1096.
2. Saw CB, Chen H, Wagner H Jr. Implementering av fiduciellbaserad bildregistrering i Cyberknife robotsystemet. Med Dosim. 2008;33: 156-160.
3. Kee ST. Fiducialplacering för att underlätta behandlingen av lunglesioner med Cyberknife-systemet. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Tillgänglig den 30 mars 2011.
4. Kee ST. Fiduciell placering för att underlätta behandlingen av pankreas- och leverlesioner med Cyberknife-systemet. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Tillgänglig den 30 mars 2011.
5. Sotiropoulou E, Stathochristopoulou I, Stathopoulos K, et al. CT-guided fiducial placement for Cyberknife stereotactic radiosurgery: En första erfarenhet. Cardiovasc Intervent Radiol. 2010;33:586-589.

Tillbaka till början