MRI verbetert de behandelings- kwaliteit en patiëntervaring in radiotherapie

De heer Bolard werd aangenomen om de hele afdeling radiotherapie volledig vanaf nul op te zetten: het plannen van de fysieke ruimte, het samenstellen van het RT-team en het uitrusten van de afdeling met alle benodigde technologie.

“Met alle hoogwaardige technologie en behandelmethoden bij de linac kunnen we de stralingsdosis zeer nauwkeurig richten,” zegt de heer Bolard. “Maar in veel gevallen vormt doelafbakening de grootste onzekerheid binnen het behandelproces. Om ons vertrouwen in de afbakeningsstappen te vergroten, was het duidelijk dat we toegang moesten hebben tot een MRI-simulator.

“De administratie en artsen van La Tour erkenden dat MRI onmisbaar is voor moderne radiotherapie,” zegt hij. "Daarom besloten ze een MRI scanner, een Ingenia MR-RT, aan te schaffen, die gedeeld zou worden tussen de afdelingen radiologie en radiotherapie." De afdeling radiotherapie biedt nu MRI-simulatie aan alle in aanmerking komende patiënten en de behandelde gebieden omvatten de hersenen, prostaat, endeldarm, anaalkanker, hoofd/hals en gynaecologische tumoren.

“Het welzijn van de patiënt staat centraal in onze afdeling,” zegt de heer Bolard. “De afdeling radiotherapie kan een sombere omgeving zijn zonder natuurlijk licht. Het was voor ons een 'must-have' om een warme en kalmerende sfeer te creëren. Samen met Philips hebben we een plan opgesteld om de verschillende beeldvormingskamers en wachtruimtes meer te verlichten. Dus hebben we Ambient Experience op de MRI- en CT-simulatoren aangebracht en ook op de PET-CT. De patiënten waarderen het enorm, omdat het stress en angst vermindert.

De afdeling radiotherapie van Hôpital de La Tour, Meyrin, Zwitserland, heeft toegang tot de volgende systemen:

De MRI-scanner bevindt zich in de naastgelegen radiologische vleugel en de afdeling radiotherapie krijgt wekelijks twee specifieke tijdvakken, die goed zijn voor in totaal drie uur voor patiënten die in aanmerking komen voor MRI-simulatie.

“Dit is een ideale situatie voor ons,” zegt de heer Bolard. “Met ons patiëntenvolume van ongeveer 300 patiënten per jaar was het niet haalbaar om een eigen MRI-systeem te hebben. Dankzij dit gedeelde gebruiksmodel is MRI voor ons betaalbaar geworden.”

De samenwerking tussen de twee afdelingen is van vitaal belang geweest. "Artsen in beide afdelingen erkennen het belang van hoogwaardige beeldvorming voor de planning van radiotherapie en diagnostiek en werken samen om dit te realiseren," zegt de heer Bolard.

Hôpital de La Tour beheert een efficiënte radiotherapiedienst met een beperkt aantal medewerkers in sleutelrollen: 4,7 FTE radiotherapeutische beeldvormers (RTT's), 1,8 FTE fysici, 2 radiotherapeutische oncologen en 2 FTE administratief personeel. Het team nam de uitdaging om MRI te implementeren enthousiast aan. De eerste stap was informatie inwinnen bij andere, meer ervaren centra.

Daarom namen de heer Bolard en Thomas Breuneval, MD, een radiotherapeutische oncoloog van Hôpital de La Tour, deel aan een door Philips georganiseerde peer-to-peer cursus aan het Universitair medisch centrum Utrecht (UMC Utrecht) om expertise op het gebied van MRI-implementatie te verkrijgen.

Vooral als klein centrum is het essentieel om van anderen te leren, benadrukt dr. Breuneval. “UMC Utrecht heeft enkele waardevolle technische instrumenten en hun klinische best practices met ons gedeeld, die de implementatie bij La Tour hebben versneld. En dankzij de uitgebreide MRI-ervaring van UMC Utrecht hebben we beter inzicht gekregen in het gebruik van de beelden, welke sequenties we moeten toepassen en hoe deze de doelafbakening beïnvloeden.”

Het integreren van MRI in de radiotherapeutische workflow voor onze hoofd-halskankerpatiënten was een logische stap voor de nieuwe afdeling radiotherapie van La Tour, zegt de heer Bolard.

"We hebben hier een uitstekend hoofd-halskankerprogramma dat veel patiëntenverwijzingen uit de regio Genève aantrekt," zegt hij. Onze radiotherapeutische oncologen hebben besloten MRI-simulatie te introduceren voor hoofd-halsgevallen om veel duidelijkere beelden van zacht weefsel te verkrijgen dan wat CT kan bieden.”

Hoewel CT bot en kraakbeen duidelijk definieert, zorgt de beperkte zachte weefselvisualisatie van deze modaliteit ervoor dat hoofd- en halsstructuren vaak vrijwel niet van elkaar te onderscheiden lijken. Het co-registreren van een MRI-dataset als secundaire informatiebron voor de afbakening van hoofd-halsdoelgebieden en risico-organen (OAR) is van vitaal belang, volgens dr. Breuneval van La Tour.

“MRI draagt aanzienlijk bij aan het visualiseren van hoofd-en-neklaesies in vergelijking met CT en maakt een betere differentiatie mogelijk tussen normaal en abnormaal weefsel,” legt hij uit. “Tumorranden en extracapsulaire uitbreiding van lymfeklieren, evenals OAR's, zoals parotisklieren, faryngeale spieren en de plexus brachialis, worden beter weergegeven. Hierdoor kunnen tumormarges worden verkleind en OAR's beter gespaard worden.

Bij de patiënt werd een epidermoïdcarcinoom van de basis aan de linkerzijde vastgesteld, dat doorgroeide in de amandelloge en de linguale amandelcrypte. Radiochemotherapie met curatieve intentie werd voorgeschreven met een dosis van 70 Gy voor de tumor, 66 Gy op de verdachte lymfeklieren en 56 Gy op de electieve drainagegebieden – in 33 fracties.

MRI-gebaseerde contourering van het doelvolume op 3D T2W TSE in transversale, sagittale en coronale vlakken.

Bij planning van MRI-only radiotherapie is geen CT-simulatie van de patiënt nodig. Vanaf het begin af aan was er geen twijfel over dat Hôpital de La Tour de planning van MRI-only radiotherapie zou gaan bieden voor hun patiënten met bekkenkanker.

“Als particuliere instelling streven we ernaar zowel de beste behandeling als de beste patiëntervaring te bieden,” zegt de heer Bolard. “MRI-only radiotherapie is in dit kader bijzonder zinvol.” Verwijzende artsen waarderen ook volledig de onderliggende reden om MRI te gebruiken, aangezien zij zeer vertrouwd zijn met MRI voor diagnostiek. En het feit dat we de patiënt meerdere onderzoeken kunnen besparen is een groot voordeel en een stimulans voor patiëntenverwijzingen.”

Philips MRCAT (MR for Calculating Attenuation; MR voor berekenen van attenuatie) biedt uitzonderlijk zacht weefselcontrast voor doel- en OAR-afbakening, naast de Hounsfield-eenheden die nodig zijn voor dosisberekeningen. Dit maakt een planningsworkflow voor MRI-only radiotherapie mogelijk. Philips was een pionier in MRI-only radiotherapie met de introductie van MRCAT Prostate, gevolgd door de uitbreiding naar het hele bekken met MRCAT Pelvis. Deze toepassing is geschikt voor een breed scala aan bekkenindicaties, waaronder kankers in de prostaat, endeldarm, blaas, anuskanaal en baarmoederhals. Naast MRCAT Pelvis, is MRCAT Brain beschikbaar voor de planning van radiotherapie van primaire en uitgezaaide zachte weefseltumoren in de hersenen.

Voordat de planning van MRI-only radiotherapie klinisch werd gebruikt, voltooide het team een inbedrijfstellingsproject om de dosimetrische nauwkeurigheid van de MRCAT-methode te bevestigen.

“In mijn vorige ziekenhuis hebben we MRCAT Prostate in bedrijf gesteld door een kleinschalige klinische studie uit te voeren [2,3] waarin CT-sim werd vergeleken met MRCAT op ons Ingenia 3.0T MRI-RT systeem,” zegt de heer Bolard. “De resultaten waren erg goed; de dosisberekeningen gebaseerd op MRCAT kwamen overeen met de berekeningen gebaseerd op CT. Na die studie zijn we MRCAT Prostate in de klinische routine gaan toepassen.”

Voordat MRCAT Pelvis bij La Tour werd geïntroduceerd, voerden de heer Bolard en zijn collega, radiotherapeutische oncoloog Ambroise Champion, MD, een validatieonderzoek uit bij hun eerste 43 patiënten met bekkenaandoeningen (32 prostaat, 9 endeldarm, 1 blaas, 1 anuskanaal).

“In plaats van aanvankelijk een aparte CT-simulatie uit te voeren, hebben we de CBCT op de Varian Edge lineaire versneller gebruikt om MRCAT Pelvis te valideren voor een subgroep van de patiëntengroep,” zegt hij. "Aangezien deze linac is uitgerust met iteratieve CBCT, is de beeldkwaliteit voldoende om het plan na elke fractie opnieuw te berekenen [1]."

De heer Bolard en dr. Champion vonden goede overeenstemming tussen op MRCAT gebaseerde en op CT gebaseerde dosisberekeningen, met een gemiddelde dosisverhouding van 1,007 (0,991-1,014).

De validatie van dosimetrische equivalentie werd uitgevoerd bij 43 patiëntcasussen door op MRCAT gebaseerde dosisplannen te vergelijken die respectievelijk op de CBCT-beelddataset en op de bijbehorende MRCAT-beelddataset waren geprojecteerd. De heer Bolard en dr. Champion vonden goede overeenstemming tussen op MRCAT gebaseerde en op CT gebaseerde dosisberekeningen, met een gemiddelde dosisverhouding van 1,007 (0,991-1,014). De 3D gamma-score was hoger dan 95% (95,2-99,0%) voor alle gecontroleerde plannen. Een poster over dit werk werd geaccepteerd voor presentatie op ESTRO 2020 [4].

Volgens het La Tour-team heeft de introductie van MRI-only simulatie voor de planning van radiotherapieplanning bij bekkenkanker de workflow vereenvoudigd en het vertrouwen in doel- en OAR-contourering vergroot.

De simulatieworkflow is eenvoudig, waarbij de RTT de positionering uitvoert met behulp van de voorste spoelondersteuning om te voorkomen dat de spoel contact maakt met de patiënt. Er wordt geen extern laserpositioneringssysteem gebruikt. In plaats daarvan gebruikt het La Tour-team de interne laser en een zelfgemaakt liniaalsysteem voor de lokalisatie van het referentiepunt. Er wordt dagelijks CBCT-zachtweefselmatching tegen de MRCAT-beeldset uitgevoerd, wat leidt tot een strakke en bevredigende workflow.

"We besparen meer dan anderhalf uur bij de voorbereiding van het bestralingsplan, vergeleken met een workflow waarin we CT registreren met diagnostische MRI-series die niet zijn afgestemd op de behoeften van radiotherapie," merkt de heer Bolard op. “We verhogen ook de nauwkeurigheid, aangezien bij diagnostische MRI-sequenties doorgaans grote snijdiktes en een beperkte FOV worden gebruiken, wat het registreren bemoeilijkt.

De verbeterde visualisatie van weke delen ten opzichte van CT heeft het contoureren aanzienlijk vereenvoudigd, voegt dr. Champion toe. “Met MRI kunnen we de anatomische scheidingsvlakken veel beter onderscheiden, waardoor de nauwkeurigheid en reproduceerbaarheid van het contoureren toenemen,” zegt hij. “Zo zijn het erectiele plexus en het mesorectum op MRI veel beter zichtbaar dan op CT. Hetzelfde geldt voor de craniale begrenzing van de bulbus penis, waardoor we deze gevoelige structuur nauwkeuriger kunnen sparen en zo het risico op door bestraling veroorzaakte erectiele disfunctie kunnen minimaliseren. En hoewel de rectale en blaaswanden goed zichtbaar zijn op CT, biedt MRI een gedetailleerdere weergave.”

Naast het eenvoudiger maken van het contoureren, verbetert MRI-only radiotherapie mogelijk de uitkomsten op lange termijn van specifieke radiotherapie-gerelateerde toxiciteiten, aldus dr. Champion.

“Bovendien heeft het directe gevolgen voor de marges die we toepassen op het prostaatklinisch doelvolume (CTV),” zegt hij. “Teams die uitsluitend met CT-scans werken hanteren doorgaans isotrope marges van zeven tot vijf millimeter, behalve aan de posterieure zijde waar de marge vijf tot vier millimeter is. Met MRI-ondersteuning kunnen we gerust isotrope marges van vier millimeter toepassen.”

Hôpital de La Tour gebruikt een geïmplanteerde rectumafstandsring (SpaceOAR®, Boston Scientific) bij patiënten die prostaatradiotherapie ondergaan om ruimte te creëren tussen het rectum en de prostaat. 3D T2W TSE MRI biedt uitstekende visualisatie van de rectumafstandsring en wordt gebruikt voor OAR- en doelcontourering. Het dosisplan wordt berekend op basis van de MRCAT-dataset.

De Ingenia 1.5T MRI-RT scanner is bovendien voorzien van Compressed SENSE, wat het team heeft geholpen om de scantijden te verkorten.

“Compressed SENSE versnelt onze beeldopname met 20 tot 40 procent, waardoor de benodigde tijd per patiënt wordt verminderd en het patiëntcomfort en de workflow-efficiëntie worden verbeterd, zonder verandering in beeldkwaliteit,” zegt dr. Breuneval. “Dit komt ten goede aan al onze patiënten die MRI-simulatie ondergaan.” Vooral voor patiënten met tumoren in het bekkengebied, die tijdens hun onderzoek een ongemakkelijk volle blaas moeten hebben om de beeldvorming te verbeteren, is dit een groot voordeel.”

Dr. Champion waardeert dat MRCAT Pelvis ook rectaalkankersimulatie in buikligging mogelijk maakt, waardoor de spijsverteringsorganen uit het bestralingsgebied kunnen worden verplaatst door ze naar voren te projecteren.

“De bestralingsvolumes bij rectaalkanker zijn vooral posterieur en lateraal, dus het goed sparen van de spijsverteringsorganen verbetert de tolerantie van de behandeling,” zegt hij. “Buikligging kan ook worden toegepast bij de simulatie van anaalkanker. Door deze positie kunnen de bilspieren uit elkaar worden gebracht, waardoor de toxiciteit die gepaard gaat met stralingsconcentratie in de huidplooien aanzienlijk wordt verminderd.”

MRCAT Pelvis maakt ook een FOV tot 36 centimeter in craniocaudale richting mogelijk, waardoor behandelplannen kunnen worden opgesteld voor uitgebreide doelgebieden in het bekken.

“Het grote gezichtsveld is zeker nuttig en een onmisbare functionaliteit,” merkt dr. Champion op. “Bij meerdere patiënten hebben we de lymfeklieren behandeld met stralingsvelden die langer dan 30 centimeter zijn. In onze praktijk is contouring van de bekkenlymfekliergebieden geïndiceerd bij prostaatkanker met een intermediair of hoog risico. Rectum- en anaalkanaalkanker worden ook bestraald in de lymfeklierdrainagegebieden. De craniale grens van deze electieve lymfeklierbestraling strekt zich uit tot aan de aorta-bifurcatie, die vaak overeenkomt met de L4-L5 tussenwervelschijf."

Terugkijkend op het afgelopen jaar werkend met MRCAT Pelvis kan dr. Champion verschillende voordelen voor patiënten, personeel en workflow-efficiëntie aanwijzen.

“We hebben niet alleen een nauwkeurigere tumorafbakening en betere OAR-besparing gezien, maar vooral de uitsluiting van onzekerheden door beeldfusie is bijzonder belangrijk,” zegt hij. "Voor patiënten is het nu duidelijker en eenvoudiger omdat ze slechts één afspraak hoeven te maken om zich op hun behandeling voor te bereiden."

“De logistieke voordelen zijn aanzienlijk,” voegt dr. Champion toe. “MRI-only radiotherapie maakt een extra beeldvormend onderzoek overbodig en verlaagt bovendien de kosten van behandelplanning.” Het is ook opmerkelijk dat het verminderen van het aantal onderzoeken de boekingsmedewerkers van deze onderzoeken ontlast.”

Nu MRI-simulatie routine is geworden in hun klinische praktijk, is het team vastbesloten hun MRI-only radiotherapieprogramma verder uit te breiden naar de planning van radiotherapie voor hersenkanker.

“MR-only simulatie is een paradigmaverschuiving in de planning van radiotherapie. In de toekomst verwacht ik dat MR-only simulatie wereldwijd steeds vaker zal worden ingezet en haalbaar zal zijn voor meer anatomische gebieden,” zegt dr. Champion. “Wij bij Hôpital de La Tour zijn er trots op pioniers te zijn op dit vakgebied om het hoogste niveau van patiëntzorg te bieden.”