IMRT

Dra. Núria Rodríguez de Dios
PET/TC EN ONCOLOGÍA RADIOTERÁPICA
Definir mejor el volumen y reducir la
variabilidad inter-observador.
Seleccionar zonas dentro del tumor para
escalar la dosis de radiación.
PET/TC EN ONCOLOGÍA RADIOTERÁPICA
 El objetivo de la radioterapia es administrar un dosis alta y uniforme
al volumen diana.
PTV
 Asume intrínsecamente que el tumor es uniforme.
 Imagen anatómica
 Imagen funcional/biológica.
BTV
 La heterogeneidad en varios factores afecta la respuesta a la
radiación.
 Técnicas más modernas de administración de la radiación
NUEVAS TÉCNIAS DE RT
• Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
• Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
• Radioterapia guiada por el movimiento
respiratorio (RT-4D)
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
Forma avanzada de RT-3D en la que se modula o
controla la intensidad del haz de radiación, obteniendo
altas dosis en el tumor y minimizando la dosis en órganos
sanos.
• Conformación de la distribución de dosis en el tumor.
• Gradientes de dosis marcados. Protección órganos de riesgo
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
CÓMO MODULAR LA INTENSIDAD
DEL HAZ DE RADIACIÓN ?
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
PTV en rojo. Médula en azul
Mapa de intensidades
Radioterapia de intensidad modulada (IMRT)
Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
2 aspectos:
-Empleo de técnicas de imagen más modernas para definir
el tumor y los órganos de riesgo.
-Empleo de técnicas de imagen más modernas para
administrar el tratamiento de una forma más segura y
precisa.
Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
Imágenes 2D
Imágenes 3D
Imagen Portal
Cone Beam-CT
Exac Trac X-Ray 6D Tomoterapia
Ecografía
Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
Se obtiene una imagen de TC (Mv) o
de rayos X (Kv) antes y/o durante
cada sesión de tratamiento
Radioterapia guiada por la imagen (IGRT)
Las imágenes Rx o TC obtenidas en el tratamiento se
superponen con las imágenes de la panificación.
IMRT + IGRT
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
Movimiento tumor
 En el 95% de los tumores ,el
movimiento era  de 1,34 cm, 0,40
cm y 0,59 cm en dirección cráneocaudal, lateral y ántero-posterior.
 Los tumores se mueven sobre
todo en dirección cráneo-caudal;
con sólo el 10,8 % de tumores,
moviéndose  1,0 cm
Datos 4D de 166 tumores. Liu IJROBP 2007
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
Movimiento ganglios
 La proporción de ganglios que
se mueven  0,5 cm en dirección
cráneo-caudal, lateral y ánteroposterior son 53%, 15% y 8%,
respectivamente.
 El 77% de los ganglios se
mueven  0,5 cm y el 10%
se mueven  1,0 cm.
Datos 4D de 100 regiones ganglionares. Pantarotto. IJROBP 2009
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
TC lentos

Conocer el movto
TC Máx Insp-Exp
Presión abdominal

Limitar la movilidad
Breath-hold
 Sincronizar
TC-4D
RT-4D
RT-4D
Señal
de
RPM
Tiempo
Es la inclusión de los cambios anatómicos temporales en la adquisición de
imágenes, la planificación y el tratamiento.
 Adquisición de secuencias de imágenes a lo largo del ciclo respiratorio.
Las imágenes se ordenan en función de la fase del ciclo en que fueron
adquiridas.
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
Inspiración Final
Ciclo respiratorio completo
Expiración Final
Programa que ordena las imágenes
Expiración Media
Expiración Final
Inspiración Media
Inspiración Final
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
Radioterapia guiada por el movimiento respiratorio (RT-4D)
 Marcadores externos:
-Real Time Position Management (RPM)
-Exac Trac
 Marcadores intra-tumorales:
-Tracking
IMRT + IGRT + RT4D
PET/TC EN ONCOLOGÍA RADIOTERÁPICA
PTV
BTV
“prescription of a non-uniform radiation dose distribution to the
target volume based on functional or molecular images shown to
be indicative of the local risk of relapse”.
Ling IJROBP 2000

Variedad de tipos de imagen/marcadores

Varios métodos de correlacionar la imagen y la prescripción de dosis
Técnica
PET
Trazador
Información
18F-FDG
Metabolismo
18F-FMISO, 18F-FAZA
Hipoxia
18F-FETNIM, 60Cu-ATSM
18F-FLT, 11C-Timidina
11C-
Proliferación (precursores DNA)
ó 18F-colina;11C-l-metilmetionina,
18F-fluoroetil-L-tiroxina, 123I-metil-tiroxina
Proliferación (síntesis proteica)
Anexina V
Apoptosis
SPECT
123I-AZA
Proliferación
RNM
DCE-MRI
Perfusión
BOLD-MRI
Oxigeno en sangre
DCE-CT
Perfusión
TAC
La imagen es un mapa de las
características biológicas del tumor
y/o tejidos sanos
Modelos que correlacionan las
propiedades biológicas con la
respuesta a la radiación(TCP, NTCP)
Optimizar la distribución de dosis
basándose en la respuesta prevista
en el tumor y los tejidos sanos
OBJETIVO: maximizar la posibilidad de control tumoral minimizando la
posibilidad de toxicidad en tejidos sanos
Basado en CONTORNOS
PTV (66 Gy)
GTV
Basado en NÚMEROS
PTV (66 Gy)
GTV=GTV PET
GTV PET
(> 50%SUV máx)
Meijer, RO 2011
Basado en NÚMEROS
 Resolución del PET
-lesiones < límite resolución del PET , tendrán una reducción de la intensidad por
efecto volumen parcial.
-inyección del trazador, adquisición y transferencia de las imágenes.
 Incertidumbres biológicas inherentes al trazador (farmacocinética)
 Movimiento durante la realización del PET y durante el tratamiento
 Estabilidad temporal y espacial de la imagen PET antes y a lo largo del
tratamiento
 Algoritmo de cálculo de dosis
 Incertidumbres derivadas del modelo matemático
-niveles de dosis necesarios.
C11-COLINA; F18-COLINA y C11-ACETATO
GTV man1
GTV man2
GTV 40
GTV 50
GTV tg
GTVsbg
C11-l-metil-metionina (MET); F18-fluoroetil-L-tiroxina
(FET); I123-metil-tiroxina (IMT)
Pueden ayudar a delimitar el tumor residual después de cirugía y las recurrencias
post cirugía o radioterapia
Voges J.1997; Nuutinen J. 2000
Sm 9 vs 5 meses (p 0,03)
Sm 11 vs 6 meses (p 0,008)
Recidiva de GBM 6 mesos post-RDT+TMZ
M1 SNC
Si añadimos 2 mm de margen al GTVRNM aumentaría la correspondencia con
GTV -PET
MENINGIOMA
TC/RNM
MET-PET
MENINGIOMA
TC hueso
MET-PET
RNM T1
F18-fluoromisonidazol (FMISO), FAZA, Cu-ATSM
Hipoxia
AGUDA: PERFUSIÓN
CRÓNICA: DIFUSIÓN
Overgaard J. Sem Radiat Oncol 1996
GTV 70 Gy
N: 28 (10 analizados) IMRT
-día 0: FDG-PET
-día 1: FMISO-PET
GTVFMISO con T/S ≥ 1,3
GTV hipóxico=
GTVFDG
GTVh 84 Gy
Dosis: 70 Gy al GTV+ 84 Gy en GTV hipóxico
105 Gy en GTV hipóxico
Es posible escalar la dosis hasta 84-105 Gy sin
superar los límites de dosis en órganos de riesgo
N:13
3 planes : IMRT estándar (70Gy, 2 Gy/día)
IMRT+ escalada de dosis (>10%) al tumor según FDG-PET (>40% SUV máx)
IMRT+ escalada de dosis según FMISO-PET (DPN)
-Hipótesis: DPN basado en FMISO-PET consigue un control tumoral (TCP) superior
que escalar la dosis según FDG-PET
-Los límites de dosis en órganos de riesgo era la misma en los 3 planes.
 La probabilidad de de control tumoral (TCP) es de 55,9%; 57,7%
y 70,2%, respectivamente.
 Los tumores hipóxicos (↓TCP) son los más beneficiados
N:8 IMRT (boost integrado) +/-QT
3planes: - estandard (STD):56 +70Gy
- escalada de dosis uniforme (EDU): 56 +84 Gy
- escala de dosis en GTV hipox (DPH):56+70 +84 Gy
L-C
Tumor
GTVh
GTVhipóxico =T/músculo ≥ 1,5
Comparan mediante TCP, NTCP y UCTP
STD y DPH cumplen todos los límites de dosis en órganos de riesgo
DPH consigue mayor TCP, comparables NTCP y globalmente aumenta UCTP
EDU, consigue mayor TCP, peor NTCP y tiende a empeorar UCTP
Problemas por resolver….
1- Variabilidad témporo-espacial del trazador. Estudios PET-dinámicos
N 20 (13 analizados)
N 28 (20 analizados) QT+IMRT
día 0: FDG-PET
día1: FMISO-PET
día 4: FMISO-PET
•1 PET FDG pre-tto
•2 PET FMISO pre-tto (día 1 y día 4)
•1PET FMISO a las 4 semanas
Análisis voxel por voxel:
voxel T/S ≥ 1,2 en ambos FMISO- PET:
Hipoxia Crónica
voxel T/S < 1,2 en ambos FMISO-PET:
Normoxia
voxel T/S ≥ 1,2 en un FMISO-PET: Hipoxia
aguda
GTV hipóxico : Tumor/sangre ≥ 1,2
Nehmed 2008
 > 90% tienen hipoxia detectable.
>90% con hipoxia inicial muestran una
completa resolución tras 4 semanas de
tratamiento
GTVhipóxico : hipercaptación respecto tejidos
blandos
Lee 2009
La ganancia en TCP con dosis moderadas de
boost
depende de la composición del
volumen hipóxico
En tumores con alto componente de hipoxia
geométricamente estable el TCP aumenta
mucho con incrementos moderados de dosis en
el volumen hipóxico.
1 Gy
El beneficio del boost
es limitado para
tumores en los que la hipoxia es
fundamentalmente aguda (GTH), pero si > 1025%
del
volumen
hipóxico
es
geométricamente estable, el beneficio del
boost no es despreciable.
0.2 Gy
0.4 Gy
La dependencia del TCP de la
fracción sobredosificada en el
boost es lineal.
Beneficio en TCP aunque no se
incluya toda la fracción hipóxica
en el boost
 24%
14%
2- FMISO : células hipóxicas viables. Infraestimación si necrosis.
N:40 (14 pulmón, 26 ORL)
FMISO PET-TC dinámico (14´) y estáticos a 2 y 4 hr
• SUV y T/Med (pulmón); T/Musc (ORL)
• Curvas tiempo-actividad (TAC)
Ratio a las 4 hr más predictivo que el SUV.
T/Me ≥ 2 y T/Mu ≥1,6 a las 4 hrs predicen todas las
respuestas y 76% de recidivas
Tumor oxigenado
hipoxia
necrosis
Problemas por resolver….
3- Se desconoce la dosis necesaria para revertir la hipoxia. Resultados
basados en modelos biológicos.
4- Criterio para definir GTV hipóxico; márgenes al GTV hipóxico?
ENSAYO FASE I/II DE ESCALADA DE DOSIS DE RADIOTERAPIA
SOBRE
REGIONES
HIPÓXICAS
DETERMINADAS
CON
F18FLUOROMISONIDAZOL (FMISO) PET-TC EN CÁNCER DE PULMÓN.
Fase I:
1º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 76,05 Gy a 1,95 Gy/ día
2º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 83,09 Gy a 2,13 Gy/ día
3º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 89,70 Gy a 2,30 Gy/ día
4º escalón: PTV-1: 70,2 Gy a 1,8 Gy/día; PTV-H: 94,70 Gy a 2,43 Gy/ día
Fase II: Una vez definida la dosis máxima tolerada, se incluirán 30
pacientes para determinar la eficacia de dicha dosis (tasa de respuestas)
Financiado por una beca del Instituto de Salud Carlos III. PI080376
HIPÓTESIS
 El aumento de la dosis de radiación mejora los resultados,
pero conlleva un aumento de la toxicidad.
La hipoxia es uno de los factores responsables de la
resistencia tumoral a la radio y quimioterapia. La FMISOPET/TC, es un método no invasivo que permite localizar las
áreas más hipóxicas del tumor.
El aumento selectivo de la dosis de radiación sobre estas
áreas hipóxicas permitirá mejorar los resultados con menor
repercusión sobre la toxicidad
OBJETIVOS
 Determinar la dosis máxima tolerada (DMT), que se
puede administrar en pacientes con cáncer de pulmón
candidatos a tratamiento radical con quimio y radioterapia,
escalando la dosis sobre las regiones hipóxicas del tumor
definidas mediante F18-fluoromisonidazol (FMISO)-PET.
 Una vez definida la dosis máxima tolerada, se
determinará
la eficacia de dicha dosis (tasa de
respuestas).
Resultados
GTVFDG : 94,82 ±104 cc
(17,91 - 248,58 cc)
GTVFMISO : 12,26 ±16 cc
(0,57- 37,55 cc )
GTVFDG ∩ GTVFMISO : 76,25 ± 39% (17,24-10%)
Use the voxel