Impact van MRI informatie op de bestraling van
oligo-lymfekliermetastasen
Dr. ir. Petra Kroon-van Loon
Themadag Catharina ziekenhuis, 30 maart 2017
Outline
• Huidige behandelingsrichtlijn UMCU
• Klinische ervaringen UMCU
• Reflectie behandelingsrichtlijn UMCU
• Potentieel van MRI gestuurde behandeling
• Visie impact MRI op behandeling
Huidige behandelingsrichtlijn UMCU
Doelgroep:
Alle patiënten met een (verdenking op) oligo-lymfogeengemetastaseerde maligniteit die in maximaal 3 doelgebieden opgenomen kunnen worden.
Doelstellingen:
• Lokale controle
• Uitstel van systemische therapie of als alternatief op resectie aangedane klier(en)
Inclusie criteria:
• Verwachte levensduur van > 6 maanden
• Radiologisch of PA-bewezen lymfekliermetastasen
• Primaire tumor onder controle is of in opzet curatief behandeld gaat worden
• Diagnostische PET-CT scan (m.u.v. niercelcarcinoom)
Huidige behandelingsrichtlijn UMCU
Positionering en fixatiemiddelen:
Hals (supraclav) + axilla
5-punts masker met individuele base en vacuümschouderkussen (hoofd in neutrale stand), armen langs het lichaam
Intrathoracaal
Vacuümmatras, armen omhoog in hoefijzer
Abdomen (vanaf diafragma)
Vacuümmatras, armen omhoog in hoefijzer en korset
Pelvis (vanaf L2/L3)
Vacuümmatras, ellebogen langs het lichaam, handen op de borst
Huidige behandelingsrichtlijn UMCU
Plannings beeldvorming (CT + MRI in bestralingshouding):
Hals (supraclav) + axilla
• CT 2 mm coupes
• MRI in overleg met MR fysicus
Intrathoracaal
• 4DCT 3 mm coupes inclusief serie met contrast
• MRI in overleg met MR fysicus
Abdomen (vanaf diafragma)
• 4DCT 3 mm coupes
• MRI 1.5T
Pelvis (vanaf L2/L3)
• CT 2 mm coupes
• MRI 1.5T
Huidige behandelingsrichtlijn UMCU
PTV marge o.b.v. CBCT simulatie:
Goed zichtbaar Niet goed zichtbaar
Hals (supraclav) + axilla GTV + 2 mm GTV + 3 mm
Intrathoracaal ITV + 3 mm ITV + 5 mm
Abdomen ITV + 3 mm ITV + 5 mm
Pelvis CC GTV + 3 mm
LR GTV + 3 mm
AP GTV + 5 mm
GTV + 8 mm
Huidige behandelingsrichtlijn UMCU
Planning:
• 5x 7 Gy (BED target 59.5 Gy; BED OAR 116.7 Gy); 3 fracties per week
• VMAT (Monaco)
– PTV D0.1cc < 135% voorgeschreven dosis
– PTV V100% > 95%
– OAR constraints volgens UK SABR guidelines 2016 en Grimm et al., 2011
– Dosis OAR is leidend.
Huidige behandelingsrichtlijn UMCU
Positieverificatie:
• Online CBCT 0 mm actielevel
• Eind CBCT (> 3 mm overleg met RT en KF)
• Laesie zichtbaar dan MASK = GTV/ITV + 0.5 cm
• Laesie niet goed zichtbaar dan clipbox
Klinische ervaringen UMCU
21 patiënten (juni 2016 – maart 2017)
• Leeftijd gemiddeld 69 (range 49 – 81)
• # maanden na primaire behandeling gemiddeld 39 (range 3 – 133)
0%
10%
20%
30%
40% Primaire tumorlocatie
Klinische ervaringen UMCU
21 patiënten (juni 2016 – maart 2017)
• 1 klier 62% (N=13); 2 klieren 38% (N=8)
• Gemiddeld GTV/ITV volume 8.8 cc (range 0.3 – 66.7)
5%9%
24%
62%
Locatie oligo-lymfeklier metastaseHoofd hals Intrathoracaal Abdomen Pelvis
Klinische ervaringen UMCU
Casus 1
• Primaire tumor prostaatcarcinoom
• Interval tussen primaire tumor en huidige oligo –lymfeklier 82 maanden
• GTV=3.3 cc
• Overlap met oud bestralingsveld
• Zichtbaar -> Krappe PTV marge
• PTV V100% = 95% (target 95%)
Klinische ervaringen UMCU
Intekeningen: Casus 1Primaire tumor prostaatcarcinoom – oligo-lymfeklier
CT
MRI
T1 3D FFE
mDIXON
IP
MRI
cT2 TSE
mDIXON
water
MRI
T1 3D FFE
mDIXON
water
Klinische ervaringen UMCU
Intekeningen: Casus 1Primaire tumor prostaatcarcinoom – oligo-lymfeklier
CT
MRI
T1 3D FFE
mDIXON
IP
MRI
cT2 TSE
mDIXON
water
MRI
T1 3D FFE
mDIXON
water
Klinische ervaringen UMCU
Casus 2
• Primaire tumor oesophagus
• Interval tussen primaire tumor en oligo-lymfeklier 6 maanden
• GTV=1.4 cc
• Niet goed zichtbaar -> Ruime PTV marge
• PTV V100% = 100% (target 95%)
Klinische ervaringen UMCU
Intekeningen: Casus 2Primaire tumor oesophagus – oligo-lymfeklier
CT PET MRI
t DWI
SPLICE
MRI
t T1 TSE
mDIXON gd
water
MRI
t T2 TSE
mDIXON gd
water
Klinische ervaringen UMCU
Intekeningen: Casus 2Primaire tumor oesophagus – oligo-lymfeklier
CT PET MRI
t DWI
SPLICE
MRI
t T1 TSE
mDIXON gd
water
MRI
t T2 TSE
mDIXON gd
water
Klinische ervaringen UMCU
Intekeningen: Casus 2Primaire tumor oesophagus – oligo-lymfeklier
CT PET MRI
t DWI
SPLICE
MRI
t T1 TSE
mDIXON gd
water
MRI
t T2 TSE
mDIXON gd
water
Klinische ervaringen UMCU
Intekeningen: Casus 2Primaire tumor oesophagus – oligo-lymfeklier
CT PET MRI
t DWI
SPLICE
MRI
t T1 TSE
mDIXON gd
water
MRI
t T2 TSE
mDIXON gd
water
Klinische ervaringen UMCU
• Intekeningen goed mogelijk door combinatie CT, PET & MRI
• Zichtbaarheid op CBCT voor 40-50% van de laesies beperkt
• Circa voor 25% van de laesies overlap met reeds bestraald gebied
• Eind-scan matchwaarden altijd < 3 mm in alle richtingen
• Nog geen graad II of hoger toxiciteit gemeld
Reflectie behandelingsrichtlijn UMCU
Hypothese:
Adequate behandeling met beperkte acute toxiciteit
Echter aandachts-/verbeterpunten:
1. PTV marge relatief ruim door
– Beperkte zichtbaarheid op CBCT
2. Afgegeven dosis gelimiteerd (streven BED > 100 Gy??)
– Overlap oude bestralingsgebied
– Behalen OARs constraints
3. Beperkt rekening gehouden met de anatomie van de dag
Potentieel MRI gestuurde behandeling
Voorbereiding Bestraling
CBCT simulatie
CT & MRI
Contouring
Planning
CBCT
Autocontouring
Autoplanning
Rx
CBCT
Hu
idig
ew
ork
flow
Potentieel MRI gestuurde behandeling
Voorbereiding Bestraling
CBCT simulatie
CT & MRI
Contouring
Planning
MRI
(Auto)contouring
Autoplanning
MRI
MRI - Rx
MRI
Potentieel effect
PTV marge
&
Potentieel effect
op dosisescalatie
MR
lina
cw
ork
flow
Potentieel MRI gestuurde behandeling
1. PTV marge relatief ruim door
Welke PTV marge is adequaat op de MR linac? • PTV marge 2 mm vereist wanneer zichtbaar (o.b.v. CBCT intrafractie analyse N=10)
Echter tijdsslot MR linac 25 min i.p.v. 10 min
• Aanname PTV marge 3 mm vereist
Huidige richtlijn Goed zichtbaar Niet goed zichtbaar
Pelvis CC GTV + 3 mm
LR GTV + 3 mm
DV GTV + 5 mm
GTV + 8 mm
Potentieel MRI gestuurde behandeling
1. PTV marge relatief ruim door
– Beperkte zichtbaarheid op CBCT
Submitted to AAPM
Figure 2: Dose distribution in transversal plane of A) a conventional VMAT plan
with a 8mm CTV-PTV margin and B) a MR-linac plan with a 3mm CTV-PTV
margin. The hard dose constraints to the bladder (MRI contours) were violated
in the conventional plan.
Potentieel MRI gestuurde behandeling
1. PTV marge relatief ruim
Concessies aan planningsdoel (V35Gy > 95% ):
• 8 mm marge linac VMAT 21% (7/33 LN)
• 3 mm marge MRL IMRT 6% (2/33 LN)
Potentieel MRI gestuurde behandeling
2. Afgegeven dosis gelimiteerd (streven BED > 100 Gy)
Aanbeveling: BED > 100 Gy
Potentieel MRI gestuurde behandeling
2. Afgegeven dosis gelimiteerd (streven BED > 100 Gy)
Target α/β=10 OAR α/β=3 ZH streven(o.b.v. persoonlijke
communicatie)EQD2
[Gy]
BED
[Gy]
EQD2
[Gy]
BED
[Gy]
5x 7 Gy 50 60 70 117 UMCU
Potentieel MRI gestuurde behandeling
2. Afgegeven dosis gelimiteerd (streven BED > 100 Gy)
Target α/β=10 OAR α/β=3 ZH streven(o.b.v. persoonlijke
communicatie)EQD2
[Gy]
BED
[Gy]
EQD2
[Gy]
BED
[Gy]
5x 7 Gy 50 60 70 117 UMCU
5x 8.5 Gy 66 79 98 163 UMCU optie
5x 10 Gy 83 100 130 217 AvL
3x 10 Gy 50 60 78 130 VUmc
3x 14 Gy 84 101 143 238 Choi et al.
(2009)
Potentieel MRI gestuurde behandeling
2. Afgegeven dosis gelimiteerd (streven BED > 100 Gy)
Winkel et al., in prep
Potentieel MRI gestuurde behandeling
3. Beperkt rekening gehouden met de anatomie van de dag
Potentieel MRI gestuurde behandeling
3. Beperkt rekening gehouden met de anatomie van de dag
Potentieel MRI gestuurde behandeling
3. Beperkt rekening gehouden met de anatomie van de dag
ESTRO, 2017, e-poster
Potentieel MRI gestuurde behandeling
3. Beperkt rekening gehouden met de anatomie van de dag
• N=33 lymfeklieren
• 7 velden IMRT techniek
• Automatisch gepland in
Monaco MRL TPS
• PTV V35Gy > 95%
Potentieel MRI gestuurde behandeling
3. Beperkt rekening gehouden met de anatomie van de dag
• N=33 lymfeklieren
• 7 velden IMRT techniek
• Automatisch gepland in
Monaco MRL TPS
• PTV V35Gy > 95%
Tijd [s]
Optimalisatie 158 ± 95
Potentieel MRI gestuurde behandeling
Voorbereiding Bestraling
CBCT simulatie
CT & MRI
Contouring
Planning
MRI
(Auto)contouring
Autoplanning
MRI
MRI - Rx
MRI
Potentieel effect
PTV marge
&
Potentieel effect
op dosisescalatie
MR
lina
cw
ork
flow
Visie impact MRI op behandeling
Impact MRI informatie beperkt wanneer Schatting circa 50% van de patiënten
• Beeldvorming op basis van PET-CT accuraat
• Zichtbaarheid op CBCT voldoende
• PTV marge niet kritisch i.v.m. overlap oude bestralingsveld
• PTV marge niet kritisch t.o.v. OARs
Visie impact MRI op behandeling
Echter …
Impact MRI informatie direct voor de bestraling aanzienlijkSchatting circa 50% van de patiënten
• PTV marge kritisch i.v.m. overlap oude bestralingsveld of OARs
m.b.v. MRI visualisatie vooraf bestraling mogelijk
– Geen dosisconcessie nodig
Visie impact MRI op behandeling
En ….
Impact MRI informatie m.b.v. online MRI replanning groot Schatting circa 70% van de patiënten
• Dosisescalatie
• Hypofractionering (5 fracties -> 3 fracties -> 1 fractie)
Conventionele kliniek
• Ina Jürgenliemk-Schulz
• Wietse Eppinga
• Martijn Intven
• Linda Kerkmeijer
• Nicolien Kasperts
• Corine van Es
• Stella Mook
• Desiree van den Bongard
• Rob Tijssen
• Enrica Seravalli
• Inge Bijzet
• Ellart Aalbers
• Anita Werensteijn-Honingh
Implementatie MR linac
• Ina Jürgenliemk-Schulz
• Rob Tijssen
• Gijsbert Bol
• Bas Raaymakers
• Dennis Winkel
• Christel Nomden
• Gonda Sikkes
• Anita Werensteijn-Honingh
Acknowledgements