Method Article
תהודה מגנטית יכולה להציע ניטור בזמן אמת של המיקום והטמפרטורה של אולטרסאונד ממוקד באבלציה תרמית לגרורות כואבות בעצמות, ללא קשר לסוג הסרטן או לטיפולים מקומיים קודמים. השיטה החדשנית שלנו להבטחת איכות יכולה להקל על יישום טיפול יעיל ובטוח זה.
עצמות הן אחד האתרים הנפוצים ביותר של גרורות סרטניות, הגורמות בדרך כלל לכאבים ופוגעות באיכות החיים. טיפול בקרינה בשילוב עם אופיואידים הוא הטיפול הסטנדרטי לגרורות כואבות בעצמות. טיפול זה משיג שליטה יעילה בכאב ב-60-74% מהחולים, אך אפשרויות טיפול מוגבלות עם יתרונות מוגבלים זמינות עבור גרורות כואבות חוזרות או שיוריות בעצמות לאחר הקרנות. יותר מ-40% מהחולים עדיין חווים כאבי עצמות בינוניים עד חמורים לאחר הקרנה חוזרת. אולטרסאונד ממוקד מונחה תהודה מגנטית (MRgFUS) משלב אולטרסאונד ממוקד בעוצמה גבוהה, המשיג אבלציה תרמית של גרורות בעצמות והפחתת כאב לאחר מכן, עם תרמומטריה של תהודה מגנטית בזמן אמת (MR) לניטור הטמפרטורה של תמונות MR אנטומיות, עם דיוק של 1 מעלות צלזיוס, רזולוציה מרחבית של 1 מ"מ ורזולוציה זמנית תוך 3 שניות. בנוסף לשימוש קליני הולך וגובר לשליטה בכאבי עצמות גרורתיים, נבדק גם השימוש ב-MRgFUS למחלות אחרות. עם זאת, השימוש בתוכנת MR כמדחום הוא הטכניקה היחידה הזמינה לאימות דיוק התוכנה ולהבטיח אספקת אנרגיה. כאן, אנו מתארים שיטה יעילה של אבטחת איכות שפיתחנו לזיהוי תרמי ואספקת אנרגיה לפני כל טיפול MRgFUS וגם מציעים זרימת עבודה שונה כדי לזרז את מהלך הטיפול כמו גם להפחית את כאבי המטופלים במהלך ההליך.
עצמות הן אחד האתרים הנפוצים ביותר של גרורות סרטניות, הגורמות בדרך כלל לכאבים ופוגעות באיכות החיים. טיפול בקרינה (RT) בשילוב עם אופיואידים הוא הטיפול הסטנדרטי לגרורות כואבות בעצמות. טיפול זה משיג שליטה יעילה בכאב ב-60-74% מהמטופלים1. עם זאת, אפשרויות טיפול מוגבלות זמינות לכאבי עצמות גרורתיים חוזרים או שיוריים לאחר RT. הקרנה חוזרת, התערבות כירורגית, הקפאה מלעורית או אבלציה בגלי רדיו ומינונים מוגברים של אופיואידים מערכתיים ומשככי כאבים הם אפשרויות עם אינדיקציות מוגבלות ובדרך כלל עם תופעות לוואי. יתר על כן, טיפולים משניים אלה הניבו תוצאות לא משביעות רצון: יותר מ-40% מהחולים ממשיכים לחוות כאבי עצמות בינוניים עד חמורים לאחר הקרנה חוזרת2.
מערכות אולטרסאונד ממוקדות בעוצמה גבוהה משלבות אולטרסאונד מזוויות מרובות לנקודה אחת, ומעבירות אנרגיה אקוסטית בטמפרטורות אבלטיביות של יותר מ-65 מעלות צלזיוס3. טכניקה לא פולשנית זו שימשה לאבלציה תרמית באתרים שונים ולסוגים שונים של נגעים 4,5. בדרך כלל, מערכות אולטרסאונד ממוקדות מייצרות אנרגיה אקוסטית בתדרים של 200 קילו-הרץ-4 מגה-הרץ 6,7, ומייצרות עוצמה בנקודת המוקד בסדר גודל של 100-10,000 ואט/ס"מ2. ברמות אנרגיה אלה, קרני האולטרסאונד הממוקדות גורמות לעלייה בטמפרטורת התא על נפח הרקמה המטופלת. עליית הטמפרטורה משתנה בהתאם למקדם ספיגת הרקמות, הצפוי באמצעות ניתוח ארניוס או יחס המינון התרמי של איזואפקט ספרטו-דיואי. כדי להשיג שליטה טובה יותר ועליית טמפרטורה מהירה יותר, מוצעים נפחי מוקד של 0.2-5 מ"מ3 עבור כל סוניקציה. לכן, אבלציה של אזורים גדולים יותר דורשת ריצוף של סוניקציות מרובות כדי לכסות נפח גדול וליצור נזק תרמי הומוגני. בנוסף לגרימת נזק כתוצאה מהשפעות תרמיות, אולטרסאונד ממוקד יוצר גם מיקרו-בועות בגלל גורמים פיזיקליים כמו דיפוזיה מתוקנת באזור המטופל. כאשר גודל המיקרו-בועות מגיע לניתוק, הן בסופו של דבר מתפוצצות, גורמות לגלי מיקרו-הלם ומשפיעות על הרקמות הסובבות. השפעה לא תרמית מקבילה זו תורמת גם לפגיעה ברקמות ולנמק גידול.
בניגוד לטכניקות הנחיית תמונה אחרות, כגון הדמיית אולטרסאונד, הדמיית תהודה מגנטית (MR) מספקת תמונה תלת מימדית של אנטומיה עם תמונות ברזולוציה ברורה של רקמות רכות וניטור טמפרטורה כמותי. תוכנת המיפוי של תרמומטריית MR כמותית יכולה לחשב את השינוי התרמי במעלות צלזיוס ולאחר מכן להניח את המיקומים המתאימים על תמונות ה-MR האנטומיות8. על ידי זיהוי שינוי תדר התהודה של הפרוטונים במימן מים, המתאים לכ-0.01 ppm למעלה צלזיוס, רצף ה-MR הרגיש לטמפרטורה יכול לשלוט בשקיעת אנרגיה, עם דיוק של 1 מעלות צלזיוס למדידת שינויים תרמיים, רזולוציה מרחבית של 1 מ"מ ורזולוציה זמנית בתוך 3 שניות 9,10. עם תוכנה מורחבת זו, מכשיר ה-MR יכול לספק תמונות אבחון וגם לזהות שינויים תרמיים תוך שניות, ולמפות אותם על התמונות האנטומיות במהלך כל מהלך הטיפול. למרות הפיתוח של טכניקה חדשנית כזו, מעט מאמרים מתארים ביטחון איכותי במהלך כל קורס טיפול. כאן אנו שואפים לחלוק את הפרוטוקול והחוויות שלנו עם MRgFUS.
הושג אישור מועצת הביקורת המוסדית המשותפת של האוניברסיטה הרפואית של טאיפיי למחקר זה.
הערה: אותו פרוטוקול, שתוקף ב-Kao et al.11, שימש לטיפול ב-138 מקרים בין 2015 ל-2019. קריטריוני ההכללה להרשמה לטיפול היו 1) נוכחות של גרורות כואבות בודדות בעצמות; 2) אין מתן טיפול מקומי קודם לנגע העצם הממוקד; ו-3) היכולת לגשת לנגע העצם הממוקד באמצעות MRgFUS (טבלת חומרים). חולים עם שברים פתולוגיים מתקרבים לא נכללו. חומרים והתקנים מפורטים מפורטים בטבלת החומרים.
1. ייעוץ טרום טיפול וסימולציה של CT לנקודת טיפול
2. הכנת המטופל ל-MRgFUS ביום הטיפול
3. אבטחת איכות יומית (DQA) לפני MRgFUS
4. מיקום המטופל וסריקת MR לפני הטיפול
5. עיצוב ותכנון הטיפול
6. אימות וטיפול
7. הערכה לאחר הטיפול
חולה גבר בן 68 אובחן עם קרצינומה של הכבד (HCC) באוקטובר 2012. הוא עבר כריתת אונה שמאלית ב-18 באוקטובר 2012, והפתולוגיה דיווחה על HCC של 8.8 ס"מ. לאחר הניתוח, הוא חווה כאבים בגב התחתון, ובדיקת MRI ב-2 בנובמבר 2012 גילתה גוש גרורתי גדול הכולל את עצם העצה השמאלית, איליום ורקמת העכוז הרכה. בגלל דחיסת הגידול והכאב שהגיע ל-6 נקודות בסולם האנלוגי החזותי (VAS), הוא קיבל RT עם 45 Gy ב-15 שברים בנובמבר 2012, ונרשם גם טיפול מערכתי ל-HCC גרורתי. שישה חודשים לאחר מכן, הגידול הגרורתי באגן התקדם והכאב חזר, והגיע ל-7 נקודות ב-VAS. RT שני עם 25 Gy ב-10 שברים ביוני 2013 ו-RT שלישי עם 25 Gy ב-10 שברים בנובמבר 2013 אורגנו לטיפול בגידול המתקדם. הכאב שכך למשך 4 חודשים נוספים אך לאחר מכן חזר והגיע ל-7 נקודות ב-VAS במאי 2014.
מכיוון שהקרנה ניתנה בעבר שלוש פעמים באותו מקום, MRgFUS הייתה אפשרות הטיפול היחידה. עבור מסת אגן ענקית מעל הצד השמאלי של האגן, הטיפול ב-27 במאי 2014 השתמש בתשע סוניקציות של 2987.56 ±-1083.98 J, וחימם את הגידול עד 61.78 ±-7.11 מעלות צלזיוס בכל סוניקציה של 20 שניות (איור 1). באמצעות CTCAE גרסה 4.0, נצפתה כוויית עור בדרגה 1 עם תסמינים מינימליים, אך לא נדרשה התערבות. רמת הכאב של המטופל ירדה ל-4 נקודות ב-VAS, מה שאיפשר להפחית את מינוני משככי הכאבים במשך למעלה מ-3 חודשים.
עם זאת, עקב כישלון התרופות המערכתיות, המסה השיורית התקדמה שוב וגרמה לכאבים בינוניים עד חמורים, והגיעה לסירוגין ל-8 נקודות ב-VAS 5 חודשים לאחר הטיפול הראשון שלו ב-MRgFUS. בהיעדר חלופות, הטיפול השני ב-MRgFUS (איור 2) נקבע ב-11 בינואר 2015 לאותה גרורות בעצמות. תוכנית הטיפול השתמשה ב-5 סוניקציות עם 1638.60 ±-210.67 J, וחיממה את הגידול ל-64.40 ±-6.31 מעלות צלזיוס בכל סוניקציה של 20 שניות. לא נרשמה תופעת לוואי באירוע זה. רמת הכאב של המטופל ירדה ל-4 נקודות ב-VAS תוך יום אחד, והוא נשמר ברציפות ברמה של <4 נקודות ב-VAS במשך למעלה מ-3 חודשים. הוא נפטר 7 חודשים לאחר ה-MRgFUS השני.
איור 1: תמונת MR בטיפולהראשון . (A) התמונה השמאלית העליונה מראה את רוויית השומן T2 לפני הטיפול, והתמונה הימנית העליונה (B) מציגה את T1 עם ניגודיות. ראש החץ האדום מציין את הגידול הגרורתי מעל מפרק העצה והכסל השמאלי. התמונה התחתונה (C) היא תמונת הניטור במהלך הטיפול, כאשר הצד השמאלי מציג את נקודת הסוניקציה הנוכחית והצד הימני מציג את תפוקת האנרגיה והטמפרטורה של נקודת הסוניקציה. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: מערכת MRgFUS המופיעה בטיפולהשני . מסך מערכת המציג את התמונות והבקרות התוך-פרוצדורליות של MR (A), המפה התרמית לאחר סוניקציה (B) וגרף של גובה הטמפרטורה המחושב במהלך הסוניקציה (C). Tמקסימום = טמפרטורה מקסימלית. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: עקומת זמן-טמפרטורה של תרמומטריית MR וצמד תרמו-אלקטרי. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.
מספר מחקרים הוכיחו כי MRgFUS בטוח ויעיל לשליטה בכאב מגרורות עצם חוזרות או שיוריות לאחר RT12,13. עבור 64.3-72.0% מהחולים, כאבי עצמות גרורתיים נמשכים לאחר RT ואופיואידים. מחקרים גם קבעו של-MRgFUS יש רעילות מוגבלת ומהלך טיפול נסבל.
MRgFUS קיבל אישור לשימוש בכאבי עצמות גרורתיים בשנת 2011 על ידי Conformité Européenne ובשנת 2012 על ידי מנהל המזון והתרופות האמריקאי. בנוסף לשימוש קליני הולך וגובר לשליטה בכאבי עצמות גרורתיים, MRgFUS נחקר גם לשימוש במחלות אחרות, כגון סרטן הערמונית, סרטן השד ורעד בסיסי9. עם זאת, השימוש בתוכנת MR כמדחום הוא הטכניקה היחידה הזמינה לאימות דיוק התוכנה ובטיחות המכשיר, המייצר אולטרסאונד ממוקד ומספק אנרגיה. לכן, הדגמנו מהלך טיפול באמצעות MRgFUS לטיפול בגרורות בעצמות וגם חקרנו שיטה יעילה למתן אבטחת איכות לזיהוי תרמי ואספקת אנרגיה לפני כל טיפול. במאמר זה, אנו מציעים שינויים בזרימת העבודה המומלצת כיום, אשר בעזרת סימולציית טומוגרפיה ממוחשבת לפני הטיפול, יכולים לזרז את מהלך הטיפול וגם להפחית את הסבל והכאב של המטופל במהלך ההליך.
בחקירה הפנימית שלנו, מצאנו ששגיאת המיקוד (FE) בין מוקד הסוניקציה לנקודה עם הטמפרטורה הגבוהה ביותר בפנטום הייתה 1.73 ±-1.21 מ"מ בציר ימין-שמאל (RL), 0.95 ±-0.82 מ"מ בציר העליון-תחתון (SI) ו-0.31 ±-0.63 בציר הקדמי-אחורי (AP) לפני אבטחת איכות הנתונים (DQA). לאחר DQA, FE הופחת משמעותית ל-0.43 ±-0.34 בצירי RL ו-0.11 ±-0.22 בצירי SI, עם p <-0.01 (מבחן זוג t). המחקר שלנו הצביע על כך ש-DQA משפר את ה-FE בעד 1 מ"מ, עם רווח בר-סמך של 95%, וכתוצאה מכך FE של פחות מ-0.5 מ"מ בצירי SI ו-AP. יתר על כן, אימתנו גם את תרמומטריית ה-MR של MRgFUS עם זוג תרמו-אלקטרי תואם MR (TEC) בתוך פנטום כדי לזהות שינויים תרמיים. התוצאה הצביעה על כך שהעקומה התרמית וגילוי הטמפרטורה עקבו אחר אותה מגמה (איור 3). הפרש הטמפרטורות הקטן בין תרמומטריית MR ל-TEC תרם להבטחת האיכות. מכיוון שה-TEC קטן והרכיב המתכתי מפריע לרזולוציית התמונה, היה קשה לעצב את המיקום המדויק של ה-TEC. שינוי נוסף של ה-TEC בפנטום כדי לשפר את המיפוי והזיהוי התרמי דורש חקירה נוספת.
לסיכום, נראה כי MRgFUS הוא טיפול פליאטיבי יעיל, מיידי ובטוח בחולים עם כאבי עצמות גרורתיים, במיוחד לכאבים חוזרים או שיוריים. הביקוש והשימוש בטיפול גדלו במהירות, אך הבטחת איכות ושיפורים בזרימת העבודה של הטיפול נדונו רק לעתים רחוקות במחקרים. כאן, אנו מתארים את ההליך שלנו ואת תוצאות המחקר עבור DQA, ומציינים את הערך של DQA לפני כל טיפול. שימוש בהדמיית CT לפני MRgFUS יכול להקל על זרימת העבודה ולהפחית את הסבל והכאב של המטופלים במהלך ההליך.
למחברים אין מה לחשוף.
המחברים מודים לרניי וואנג, פיזיקאית רפואית, על עזרתה בחקר DQA.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1L degasseed water pouch | InSightec | ASM001480 | for good ultrasound beam transmission |
CT scan | Philips | Brilliance Big Bore 16 Slice CT, 7387 | Acquire CT images for positioning |
EXABLATE | InSightec | EXABLATE 2000 | System for non-invasive tumor ablation through Focal Ultrasound (FUS) treatment under Magnetic Resonance (MR) guidance |
Gel Pad ASSY | InSightec | SET999014 | Transmission gel pad for single Body treatment. |
MR scan | GE | HDxT | Acquire MR images for contouring and planning |
MRI contrast | Guerbet | Dotarem | Enhance MR for acquiring images |
Patient accessory kit | InSightec | SET000016 | clinical applications single use treatment kit |
Patient plastic drape | InSightec | DTP000067 | Cover the panel of ultrasound transducer. Deposible, hygiene use |
Pelvic RF coil | GE | ASM000956 | Enhance MR for acquiring images |
phantom | ATS Labs ATS Labs Inc | Model TxS-100 | for calibration |
ultrasound transmission gel | InSightec | SET000885 | gel for calibration prior MR-guided FUS treatment |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved