Een lineaire versneller gecombineerd met een 1,5 Tesla MRI-scanner voor optimale beeldgeleide radiotherapie: dat belooft de Elekta Unity MRI-Linac. Dit technologische hoogstandje werd ontwikkeld door onderzoekers van het UMC Utrecht in samenwerking met de bedrijven Elekta en Philips. In mei dit jaar zijn de eerste kankerpatiënten in onderzoeksverband bestraald op de Elekta Unity. Dr. ir. Jan-Jakob Sonke, fysicus en onderzoeksleider Adaptive Radiotherapy bij het Antoni van Leeuwenhoek te Amsterdam, en radiotherapeut-oncoloog dr. Stella Mook (UMC Utrecht) maken deel uit van het consortium dat de MRI-Linac test en valideert. Welke kansen zien zij voor dit nieuwe apparaat?
Voor de optimale bestraling van tumoren is goede beeldvorming in de behandelruimte cruciaal. “Daarmee kunnen veranderingen van de tumor en omliggend gezond weefsel accuraat in beeld gebracht worden”, vertelt Jan-Jakob Sonke. Zulke wijzigingen in anatomie kunnen optreden tussen verschillende behandelsessies – bijvoorbeeld doordat de tumor als gevolg van de bestraling slinkt of wanneer de patiënt gewicht verliest – maar ook door normale dag-tot-dagvariaties, bijvoorbeeld in het geval van tumoren in de buikholte of de blaas. “Dat zijn wijzigingen waarvoor je niet simpelweg kunt compenseren door de tafel waar de patiënt op ligt een stukje te verplaatsen: het gaat echt om de driedimensionale geometrie die verandert. Zelfs tijdens één bestralingssessie kan de geometrie wijzigen, bijvoorbeeld bij long-, slokdarm- of bovenbuiktumoren die beïnvloed worden door de ademhaling”, legt Sonke uit. “Dit zijn veranderingen op een heel andere tijdschaal: elke seconde verandert het beeld.”
Technische uitdaging
Tot nu toe is de standaard voor beeldgeleide radiotherapie cone beam CT. “Maar met deze techniek beschik je niet over tussentijdse beelden, en daarnaast is het contrast tussen verschillende soorten weke delen beperkt”, zegt Stella Mook. Al in 1999 bedachten prof. dr. ir. Jan Lagendijk en prof. dr. Bas Raaymakers van het UMC Utrecht dat het geweldig zou zijn om een MRI-scanner en een bestralingsapparaat te combineren. “Daarmee kun je real-time beeldgeleiding van hoge kwaliteit realiseren, zonder extra stralingsbelasting”, aldus Mook. Lagendijk en Raaymakers begonnen bijna twintig jaar geleden met de ontwikkeling van de MRI-Linac – technisch een flinke uitdaging, omdat de sterke magnetische velden van een MRI-scanner niet goed samengaan met bestralingsapparatuur. Toch is het in samenwerking met de firma’s Elekta en Philips gelukt een 1,5 Tesla MRI-scanner te combineren met een lineaire versneller. Zeven centra binnen en buiten Nederland – waaronder het Antoni van Leeuwenhoek en UMC Utrecht – werken in een consortium samen om de MRI-Linac te testen. Afgelopen mei is de eerste patiënt in studieverband bestraald op de MRI-Linac.
Ablatieve doses?
“Met de MRI-Linac zullen we tumoren veel preciezer kunnen bestralen”, verwacht Mook. “We hoeven dan minder ruime marges te hanteren, waardoor het gezonde weefsel minder straling ontvangt.” Dat biedt een scala aan voordelen. Zo kan de stralingsdosis per fractie omhoog, waardoor minder bestralingssessies nodig zijn. Daarnaast zal de MRI-Linac nieuwe indicaties voor radiotherapie mogelijk maken, zoals niertumoren. “Je kunt zelfs denken aan ablatieve doses, waardoor sommige operaties niet meer nodig zouden zijn”, zegt Mook. Die gedachte komt voort uit de ervaring bij bijvoorbeeld kleine longtumoren, licht ze toe, waarbij er met stereotactische bestraling een hoge lokale controle wordt bereikt. Mook: “We hebben altijd gedacht dat niertumoren niet stralingsgevoelig zijn. Maar we konden en durfden ook nooit een hoge dosis te geven, omdat niertumoren moeilijk in beeld te brengen zijn en veel bewegen met de ademhaling. Met MRI-Linac moet dat wél lukken.”
Complete remissie
De MRI-Linac biedt ook mogelijkheden voor orgaansparende behandeling. “Bij de huidige neoadjuvante bestraling van bijvoorbeeld slokdarmcarcinomen blijkt er na chirurgie bij 30% van de patiënten dankzij de bestraling geen tumorweefsel meer aanwezig te zijn. Wellicht is dat percentage te verhogen door een hogere dosis op de tumor te geven, wat met de MRI-Linac mogelijk zou moeten zijn.” Sonke voegt toe: “Als we chirurgie willen weglaten, zullen we preciezer moeten bestralen met een hogere dosis, en daarna de patiënten moeten identificeren bij wie de remissie compleet is. Voor die tweede uitdaging zijn er veelbelovende beeldvormende technieken, maar die dienen nog verder ontwikkeld en gevalideerd te worden.”
Scholing en training
De MRI-Linac zal niet zonder slag of stoot in de dagelijkse praktijk ingepast worden, verwachten Mook en Sonke. “Nu bereiden we het bestralingsplan ruim van tevoren voor”, licht Mook toe. “Met de MRI-Linac creëer je op basis van nieuwe beeldvorming een nieuw plan.” De computer voert uiteraard de berekeningen uit, maar een aangepast plan moet wel direct tijdens de sessie gecontroleerd worden. “Is het plan acceptabel? Klopt het met de vervorming en verplaatsing van tumor en organen? Dat zal in het begin heel erg wennen zijn”, verwacht ze. Uiteraard vraagt het om scholing en training. Niet alleen voor radiotherapeuten, maar ook voor laboranten. “En we oefenen eerst heel vaak ‘droog’ voordat de eerste patiënt bestraald wordt. We willen de workflow tenslotte goed testen.” Om de waarde van de MRI-Linac aan te tonen is het heel belangrijk om alle behandelingen goed te registreren en te rapporteren, merkt Mook op. “We hanteren daarvoor de R-IDEAL-criteria, een aanpassing op de IDEAL-criteria die chirurgen gebruiken.” Een basisset gegevens van alle patiënten die behandeld zijn, zal deel uit gaan maken van een internationale registratiestudie.
Protonentherapie
Hoe verhoudt de MRI-Linac zich tot andere oplossingen om preciezer te bestralen, zoals het plaatsen van goudzaadjes om de tumor te markeren of protonentherapie? Sonke: “Met goudzaadjes kun je de lokalisatie van bepaalde tumoren zeker verbeteren, maar het blijft een surrogaat. Je ziet niet de hele tumor; alleen de zaadjes. Ook de organen om de tumor heen breng je er niet mee in beeld.” Met protonentherapie kun je een dosisdistributie maken die heel snel afneemt richting de risico-organen. “Dat maakt goede beeldvorming alleen maar harder nodig. Je kunt immers ook heel precies vlak náást de tumor bestralen”, merkt Sonke op. “Daarom moet je bij protonentherapie, waarbij de kwaliteit van de beeldvorming in de behandelruimte achterloopt in vergelijking met radiotherapie, vaak noodgedwongen ruimere marges rondom de tumor hanteren. De voordelen van protonentherapie gelden vooral voor het weefsel op enige afstand van het bestralingsvolume, waar helemaal géén straling belandt. Voor bestraling van kinderen heeft dit grote voordelen. Daarom zal protonentherapie voor kinderen vaak de voorkeur krijgen boven de MRI-Linac. Voor andere doelgroepen zijn de meningen meer verdeeld.”
Tumorbiologie
Tot slot merkt Sonke op dat de MRI-Linac ook mogelijkheden biedt om naar de biologie van de tumor te kijken. “Een MRI-scanner is geschikt voor bijvoorbeeld diffusion-weighted imaging”, legt hij uit. “Je kunt er de beweeglijkheid van water mee in beeld brengen die samenhangt met de celdichtheid van weefsels. Tumoren hebben vanwege de snelle deling over het algemeen een hogere celdichtheid, maar dat verandert door bestraling. We hopen te kunnen zien welke delen van een tumor beter reageren op de bestraling, en welke patiënten. Dan kunnen we radiotherapie in de toekomst beter personaliseren.”
Dr. Diana de Veld, wetenschapsjournalist
Oncologie Up-to-date 2017 vol 8 nummer 4
DEEL DIT ARTIKEL:
