Botmetastasen zijn een belangrijke oorzaak van pijn bij kanker. Ongeveer twee derde van de terminale patiënten heeft ze en krijgt er medicatie of radiotherapie voor. Voor een deel van hen is dit niet afdoende. Dan is MR-HIFU een mogelijkheid, een behandeling met ultrageluid op geleide van MRI. Veel metastasen bevinden zich echter in de wervelkolom, maar daar is de methode nog niet precies genoeg voor. Dr. ir. Wilbert Bartels van het UMC Utrecht leidt een onderzoek dat hierin verbetering moet brengen.
MR-HIFU staat voor magnetic resonance-guided high intensity focused ultrasound.1 Voor de behandeling wordt een MRI-scanner gebruikt met een geïntegreerde ultrasone geluidsbron. Die wekt een convergente bundel ultrageluid op, waarbij de akoestische energie in het brandpunt wordt omgezet in warmte. Het weefsel wordt verhit tot boven de 55°C, waardoor eiwitten binnen enkele seconden denatureren en cellen necrotiseren. De MRI kan niet alleen nauwkeurig de plaats van het doelwit bepalen, met geavanceerde MR-thermometriemethodes kan ook de temperatuursverandering in het doelwit op de voet worden gevolgd. Verschillende studies, waaronder een gerandomiseerde en placebogecontroleerde studie2 en een pilotstudie in Utrecht3, lieten zien dat het goed mogelijk is om op deze manier botmetastasen te ableren en dat dit bij veel patiënten leidt tot pijnreductie.
“Deze studies zijn echter uitgevoerd bij patiënten met metastasen op betrekkelijk eenvoudige locaties in het lichaam”, zegt Wilbert Bartels, die in het Utrechtse UMC groepsleider is in het Image Sciences Institute. “Mensen met metastasen in de wervelkolom werden ervan uitgesloten, terwijl juist daar heel veel uitzaaiingen voorkomen. Een van de redenen dat dit nog steeds niet wordt gedaan, is de veiligheid van de procedure. We willen natuurlijk voorkomen dat het ruggenmerg door de verhitting beschadigd raakt.” Het onderzoek waarvoor hij een subsidie van KWF Kankerbestrijding en de Stichting voor Technische Wetenschappen van NWO kreeg, moet hiervoor een oplossing bieden.
Lastig
Eén van de problemen is dat het lastig blijkt om de temperatuur in het bot goed te meten. De MRI speelt een belangrijke rol bij de planning van de behandeling. Niet alleen om de precieze plaats van de metastase te bepalen, maar ook om de temperatuur in het weefsel te meten en zo te voorkomen dat die buiten het doelgebied te veel oploopt. Dat werkt heel goed in waterhoudende weefsels”, aldus Bartels. “We passen MR-HIFU bijvoorbeeld al klinisch toe bij de behandeling van vleesbomen in de baarmoeder. Bij bot ligt dat echter anders. Het dichte corticale bot geeft namelijk vrijwel geen MRI-signaal in de MRI-scans die voor thermometrie worden gebruikt.”
Daarnaast is het lastig om het doelgebied precies te bepalen. Het gaat vaak om nogal heterogene laesies die lastig af te perken zijn. “Zoals gezegd is corticaal bot met conventionele MRI lastig af te beelden, maar we hebben wel ideeën over hoe we dat kunnen verbeteren. Dat betekent dat al met al de technologie verder verfijnd moet worden om deze ook in kwetsbare gebieden toe te kunnen passen.”
Modellen
Bij dit onderzoek is een belangrijke rol weggelegd voor onderzoekers van de TU Eindhoven onder leiding van prof. dr. Peter Hilbers en van Philips Research. “Dat is een modelinggroep waar we al jaren mee samenwerken.” De modelstudies moeten uitwijzen hoe snel corticaal bot ter plaatse van een metastase opwarmt bij een gegeven hoeveelheid akoestische energie.
Daar zullen beide groepen zeer nauw bij samenwerken. De Utrechters hebben immers veel ervaring met de MRI en met de temperatuurmetingen en het afbeelden van de laesies. De beelden die zij maken, zijn onmisbaar om de te ontwikkelen modellen verder te verfijnen. “We zullen ook veel gaan testen in fantomen: gelklompen, stukken bot en dierlijk materiaal om de modellen te toetsen.”
Patiënten
Zodra de onderzoekers tot de conclusie komen dat de modellen voor de verhitting en voor de temperatuurmeting voldoende betrouwbaar zijn, worden ze voor het eerst getoetst bij patiënten. Hiervoor gaan Bartels en de zijnen samenwerken met artsen van Isala in Zwolle. Die hebben onlangs een MR-HIFU-systeem geïnstalleerd. Daarnaast hebben zij veel patiënten die voor de behandeling in aanmerking komen. De temperatuurbeelden die zij daar tijdens de reguliere behandeling opnemen, zullen we dan naast de voorspellingen van onze modellen leggen. “Als we zover zijn”, zegt Bartels, “zijn we aan het eind van het project en hopen we de technologie goed ontwikkeld en gevalideerd te hebben aan de hand van patiëntendata. Als het project slaagt, zullen we in staat zijn te bepalen hoe de behandeling veilig uitgebreid kan worden naar de wervelkolom.”
Referenties
1. Huisman M, et al. Int J Hyperthermia 2015;31:251-9.
2. Hurwitz MD, et al. J Natl Cancer Inst 2014;106. pii: dju082.
3. Huisman M, et al. J Ther Ultrasound 2014;2:16.
Drs. Huup Dassen, wetenschapsjournalist
Oncologie Up-to-date 2016 vol 7 nummer 5
DEEL DIT ARTIKEL:
