Planning study to compare two different strategies of rectal boost irradiation at the 1.5 T MR-Linac

Abstract

Beim Rektumkarzinom wird derzeit versucht, die Rate an klinischen Komplettremissionen nach Radiochemotherapie zu steigern. Die Vermeidung der Operation und der damit verbundenen Nebenwirkungen bei gleicher lokaler Tumorkontrolle stellt ein attraktives Konzept dar. Die Eskalation der Strahlendosis auf den Primärtumor im Rektum ist dabei ein Ansatz, wobei hier Präzision und Sicherheit große Herausforderungen darstellen. Die Echtzeit-MRgeführte Strahlentherapie (MRgRT) ist ein neues Konzept, dass an einigen Standorten weltweit bereits etabliert wurde. Basierend auf der MR-Bildgebung mit hohem Weichteilkontrast, täglicher Echtzeit-Planadaptation, reduzierten Sicherheitssäumen und Bewegungskontrolle, stellen die MR-Hybrid-Systeme eine attraktive Lösung zur Überwindung der Limitationen der konventionellen bildgeführten Strahlentherapie zur Dosiseskalation beim Rektumkarzinom dar. In der vorliegenden Arbeit wurde das Potenzial der Echtzeit-adaptiven MRgRT mit zwei unterschiedlichen Boost-Strategien auf Basis von Dosissimulationen für die optimale Normalgewebsschonung und Tumorerfassung analysiert. Die Ergebnisse legen nahe, dass die adaptive Boost-Strategie mit Erfassung der Tumorschrumpfung während einer 5-wöchigen Radiochemotherapie und gleichzeitiger Reduktion der Sicherheitssäume besser als der sogenannte Upfront-Boost mit größeren Sicherheitssäumen ist. Diese Daten haben dazu geführt, dass das Tübingen MR-Linac Team dieses Konzept in einer first-in-man Studie erstmals erfolgreich klinisch eingesetzt hat. Die ersten Ergebnisse zeigen eine Machbarkeit und gute Frühergebnisse zur Verträglichkeit und Wirksamkeit. Zusätzlich konnte ein neuer Ansatz mit rektaler Füllung mittels Ultraschal-Gel angewandt werden, der die Sichtbarkeit des Tumors und die Distanzierung von Tumor und normaler Rektumschleimhaut und damit der Toxizität unterstützt. Insgesamt ist das Konzept der response-adaptiven MRgRT zur Dosiseskalation für eine höhere rate an klinischen Komplettremissionen und damit weniger Operationen sehr vielversprechend. Dazu befinden sich prospektive Studien in Vorbereitung, die auch neue imaging Biomarker für die frühe response-adaptive MRgRT Strahlentherapie beinhalten.