Avancerad avbildning vid strålbehandling av ryggraden: En patients guide till DT och MR för precisionsbehandling

Innehållsförteckning

• Introduktion: Förstå ryggmärgsmetastaser
• Konventionell strålbehandling jämfört med stereotaktisk kroppsstrålbehandling
• Avbildningens roll vid patienturval för SBRT
• Förbehandlingsavbildning inför SBRT: Förberedelser inför behandling
• Behandlingsplaneringsavbildning: Precisionskartläggning
• Källinformation

Introduktion: Förstå ryggmärgsmetastaser

Ryggraden är den tredje vanligaste platsen för cancerutbredning (metastasering) efter lungor och lever. Ryggmärgsmetastaser kommer oftast från lung-, prostata- och bröstcancer, men i princip alla cancertyper kan sprida sig till ryggraden. Enligt obduktionsstudier utvecklar cirka 70 % av patienter med bröst- eller prostatacancer ryggmärgsmetastaser.

Denna höga frekvens beror på att kotben innehåller rikligt med rött märg och har ett unikt blodkärlsnätverk som underlättar cancerspridning via blodomloppet. När cancer sprider sig till ryggraden kan det orsaka svåra ryggsmärtor och försämra livskvaliteten genom flera mekanismer.

Smärta kan uppstå på grund av patologiska kotkompressionsfrakturer (VCF), där försvagade ben kollapsar, eller på grund av komprimerade nerver till följd av epidural tumörspridning. I upp till 20 % av fallen kan metastatisk epidural ryggmärgskompression (MESCC) inträffa, vilket utgör en onkologisk akutsituation som kräver omedelbar behandling vid neurologiska symptom.

Behandlingsalternativ för ryggmärgsmetastaser inkluderar olika strålbehandlingsmetoder, kirurgi (både öppen och minimalinvasiv), neurointerventionella ingrepp och kombinationsbehandlingar – särskilt dekompressiv kirurgi med stabilisering följt av precisionsstrålbehandling.

Konventionell strålbehandling jämfört med stereotaktisk kroppsstrålbehandling

Strålbehandling gynnar de flesta patienter med ryggmärgsmetastaser, med få undantag. Forskning visar att en kombination av kirurgi och strålbehandling ger bättre kliniska resultat än enbart strålbehandling hos utvalda patienter med metastatisk epidural ryggmärgskompression (MESCC).

Stereotaktisk kroppsstrålbehandling (SBRT) har blivit en etablerad behandling för ryggmärgsmetastaser, med växande evidens som stöder dess effektivitet för lokal symtomlindring och sjukdomskontroll. Nästan 50 % av strålterapeuter använder nu SBRT i sin dagliga praktik.

SBRT utnyttjar avancerade stråltekniker för att leverera ablativa (tumörförstörande) stråldoser till målvävnaden samtidigt som strålningsexponeringen för omgivande normala organ minimeras. Denna metod har visat lovande resultat som:

• Primärbehandling för nyupptäckta tumörer
• Behandling efter misslyckad konventionell extern strålbehandling (cEBRT)
• Behandling av kvarvarande tumör efter kirurgi
• Behandling av godartade ryggtumörer

SBRT uppnår imponerande resultat i olika behandlingsscenarier:

• Smärtresponsfrekvens: 74,3 % av patienterna upplever betydande smärtlindring
• Lokal kontrollfrekvens:
  • Primärbehandling: 80–95 % tumörkontroll
  • Postoperativ behandling: 70–100 % tumörkontroll
  • Omstrålbehandlingar: 66–93 % tumörkontroll

Trots dessa utmärkta resultat förekommer fortfarande lokala återfall efter SBRT, främst i epiduralrummet (området runt ryggmärgen). Risk för lokal misslyckande korrelerar starkt med pre-SBRT Epidural Spinal Cord Compression (ESCC)-poängen:

• Ingen epidural sjukdom (grad 0): 5 % lokal misslyckandefrekvens
• Låggradig epidural sjukdom (grad 1a–c): 19 % lokal misslyckandefrekvens
• Höggradig epidural sjukdom (grad 2/3): 30 % lokal misslyckandefrekvens

Dessa högre misslyckandefrekvenser kan uppstå eftersom strålterapeuter måste underdosera epidural sjukdom för att respektera ryggmärgens säkerhetsgränser, eller eftersom metastaser med epidural utbredning kan vara biologiskt mer aggressiva.

Konventionell extern strålbehandling (cEBRT) ger vanligtvis upp till 5 Gy per fraktion, medan SBRT levererar högre biologiskt effektiva doser i 1 till 5 fraktioner till ett mer precist definierat målområde. Den distinkta geometrin och de branta stråldosgradienterna i SBRT bidrar avsevärt till dess terapeutiska effekter jämfört med konventionell strålbehandling.

Medan dessa branta dosgradienter skonar områden utanför behandlingsfältet, kan positionsvariationer så små som en millimeter leda till negativa effekter på normala kritiska vävnader. Av denna anledning föredras cEBRT fortfarande för patienter med dålig allmäntillstånd och prognos, inklusive de med symptomatisk utbredd metastatisk sjukdom, mycket låga funktionspoäng (Karnofsky prestandastatus ≤40) eller förväntad livslängd under 2 månader.

Avbildningens roll vid patienturval för SBRT

Efter utvärdering av patientens övergripande prognos och sjukdomsbörda utvärderas metastatiska lesioner som är kandidater för strålbehandling med MNOP-algoritmen, som bedömer:

• Mekanisk stabilität
• Neurologisk risk
• Onkologiska parametrar
• Föredragen behandling

För att bedöma ryggstabilitet använder kliniker Spinal Instability Neoplastic Score (SINS)-kriterierna, som inkluderar sex avbildnings- och kliniska egenskaper poängsatta från 0–18:

• Smärttyp (ingen, icke-mekanisk eller mekanisk)
• Lokalisation av det involverade ryggsegmentet
• Bentäthet (blastisk, blandad eller lytisk)
• Omfattning av kotinvolvering
• Posterolateral involvering (ensidig eller dubbelsidig)
• Ryggradslinjering

För SINS-poäng på 12 eller högre bör ryggkirurger konsulteras om behovet av stabiliserande åtgärd före SBRT. Den specifika rollen för kirurgi vid intermediära SINS-poäng förblir ett aktivt forskningsområde, men konsultation rekommenderas.

Neurologisk risk bedöms med Epidural Spinal Cord Compression (ESCC)-poängen, en avbildningsbaserad sexkategorisk skala som mäter epidural metastatisk sjukdom som leder till intrång i ryggmärgen. Detta poängsystem hjälper till att avgöra om SBRT kan användas som primärbehandling med begränsad risk för ryggmärgsskada.

ESCC-graderingssystemet inkluderar:

• Grad 0: Ingen grov epidural sjukdom
• Grad 1a: Tumörspridning till epiduralrum utan thecalpåseindragning
• Grad 1b: Tumör orsakar thecalpåseindragning utan ryggmärgsanknytning
• Grad 1c: Ryggmärgsanknytning utan kompression
• Grad 2: Ryggmärgskompression utan fullständig cerebrospinalvätskeutrymmesutplåning
• Grad 3: Ryggmärgskompression med fullständig cerebrospinalvätskeutrymmesutplåning

När den kombineras med kliniska och histopatologiska egenskaper ger ESCC-poängen användbar vägledning för ryggmärgsmetastasbehandling. ESCC-poäng på ≤1b representerar optimala kandidater för primär SBRT. Optimal behandling av ESCC 1c–3 fall är specifik för varje situation, medan ryggar med ESCC-poäng på 2 eller 3 kan genomgå kirurgiskt ingrepp före SBRT för att undvika neurala komplikationer, beroende på tumörens strålkänslighet.

För maligna cancertyper som är mycket känsliga för strålbehandling och/eller systemiska terapier (som lymfom och myelom) rekommenderas konventionell extern strålbehandling (cEBRT). Omvänt kan strålresistenta tumörtyper (sarkom, melanom och njurcellscancer) dra stor nytta av ablativa SBRT-doser, särskilt när tumörbördan är begränsad.

Patienter som inte kan genomgå MR för pre-SBRT-planering eller strålbehandlingsvägledning är inte lämpliga kandidater för SBRT. Sammanfattningsvis föredras SBRT för ryggmärgsmetastaser hos patienter med god övergripande prognos, inklusive:

• Begränsad systemisk sjukdom (oligometastatisk sjukdom)
• Liten rygginvolveringsplats (begränsad till 1–3 angränsande rygg-/paraspinala nivåer)
• Begränsad epidural sjukdom (graderad enligt ESCC-poängen)
• Relativt stabil ryggkolonn (definierad enligt SINS-kriterier)

I klinisk praxis rapporterar radiologer både SINS- och ESCC-poäng för alla ryggmärgsmetastas-tvärsnittsundersökningar för att informera om behandlingsbrådska och tillvägagångssätt. För SINS rapporterar de generellt nivån med högst poäng vid flernivåinvolvering, medan för ESCC rapporteras varje nivå med epidural sjukdom.

Förbehandlingsavbildning inför SBRT: Förberedelser inför behandling

Behandlingsplanering med pre-SBRT-avbildning och tumöravisning är avgörande för att begränsa de ablativa stråldoserna precist till målvolymen och förhindra oavsiktlig överdosering av normala vävnader. Detta kräver precist och reproducerbart patientpositionering.

Till exempel kan ryggmärgsöverdosering uppstå vid mycket små patientrörelser (så små som 1 mm) eller om en epidural tumör berör eller komprimerar ryggmärgen. Strålingsinducerad myelit (ryggmärgsinflammation), även om den är sällsynt med 0,4 %, är en av de mest fruktade och förlamande sena post-SBRT-komplikationerna.

På de flesta institutioner genomgår patienter pre-SBRT-avbildning inom en vecka före behandling, helst så nära behandlingsdatum som möjligt. SPINE response assessment in Neuro-Oncology (SPINO)-gruppen rekommenderar användning av både DT och konventionell MR vid pre-SBRT-avbildning.

DT-skanning är överlägsen för att avgränsa benommodellering eller erosion av tumör och behövs för SINS-poängsättning, men har begränsad noggrannhet vid avgränsning av mjukvävnads- och benmärgstumörinfiltration. SPINO-konsensusriktlinjer rekommenderar DT-skivtjocklek på minst ≤2 mm, helst ≤1 mm, för behandlingsplanering.

MR är guldstandarden för avbildningsmodalitet för att upptäcka och karakterisera ryggmärgsmetastaser och rekommenderas för pre-SBRT-avbildning. Både för fall med enstaka isolerade ryggmärgsmetastaser och de med multipla metastaser rekommenderas fullryggs-MR, eftersom det inte är ovanligt att hitta ytterligare rygglesioner.

Både 1,5-Tesla och 3-Tesla MR-skannrar används rutinmässigt i klinisk praxis. De rekommenderade MR-sekvenserna för SBRT-planering är volymetrisk icke-kontrastförstärkt T1-vägd och T2-vägd avbildning. Sagittal T1-vägd och STIR-sekvenser är vanligtvis de mest informativa icke-förstärkta MR-sekvenserna för metastasdetektering.

Tredimensionell isotropisk volymetrisk MR-inspelning underlättar fusion med DT för pre-SBRT-planering. Med denna teknik kan multiplanära rekonstruktioner utföras utan bildkvalitetsförsämring. Senare 3-D MR-accelerationsmetoder, som komprimerad sensing och AI-brusreduktionsrekonstruktioner, har visat bildkvalitetsfördelarna med 3-D jämfört med 2-D MR för SBRT-planering.

Behandlingsplaneringsavbildning: Precisionskartläggning

SPINO-gruppen råder till att inkorporera både DT och konventionell MR i behandlingsplaneringsavbildning för SBRT för att säkerställa omfattande bedömning av både ben- och mjukvävnadsinvolvering. För att hålla strålning till kritiska vävnader på tolererbara nivåer måste riskorgan avgränsas noggrant.

Behandlingsplanering innebär definition av flera specifika volymer:

• Gross Tumor Volume (GTV): Omfattar den metastatiska tumören och dess epidurala/paraspinala utbredning såsom den framträder på magnetkameraundersökning (MRI)
• Clinical Target Volume (CTV): Inkluderar hela det anatomiska kompartiment som innehåller GTV samt omedelbart intilliggande anatomiska kompartiment för att täcka potentiellt livskraftig mikroskopisk infiltration
• Planning Target Volume (PTV): Lägger till ett ytterligare marginal av normalt vävnad till CTV för att kompensera för rörelser, inklusive kardiorespiratorisk rörelse och patientens kroppsmassrörelser

Att inkludera hela den sjukliga kotkroppen i CTV har förknippats med bättre lokal kontroll efter stereotaktisk kroppsstrålbehandling (SBRT) vid ryggmets metastaser. Olika cancercentra överväger en utvidgning mellan 0 och 3 mm för PTV.

Hos patienter med tumöråterfall eller kvarvarande tumör efter operation bör CTV omfatta hela området med ben- och epidural tumörinvolvering före behandling, samt omgivande benstrukturer med risk för mikroskopisk tumörinfiltration. Avgränsningen av CTV i postoperativt skede kan vägledas av mönster för epidural återfall som observerats i tidigare fall.

SBRT kräver exakt positionering och lokalisering av patient och målvolymer för att säkerställa fullständig CTV-täckning samtidigt som stråldosen till riskorgan minskas. Patientens kroppsmassrörelser kan hanteras genom att utvidga PTV med 1,5 mm bortom CTV och använda nära-rigida immobiliseringsanordningar.

Källinformation

Originalartikelns titel: The Role of CT and MR Imaging in Stereotactic Body Radiotherapy of the Spine: From Patient Selection and Treatment Planning to Post-Treatment Monitoring

Författare: Javid Azadbakht, Amy Condos, David Haynor, Wende N. Gibbs, Pejman Jabehdar Maralani, Arjun Sahgal, Samuel T. Chao, Matthew C. Foote, John Suh, Eric L. Chang, Matthias Guckenberger, Mahmud Mossa-Basha, Simon S. Lo

Publikation: Cancers 2024, 16(21), 3692

Notering: Denna patientvänliga artikel bygger på peer-granskad forskning och syftar till att göra komplex medicinsk information tillgänglig för utbildade patienter och deras anhöriga.