Radioterapia Adaptacyjna Online – MR czy CT?

Podcast

Wstęp

Współczesna radioonkologia dąży do maksymalnej precyzji leczenia, polegającej na dostarczeniu niszczącej dawki promieniowania do guza przy minimalizacji napromieniania otaczających zdrowych tkanek. Wyzwaniem jest jednak dynamiczna natura ludzkiej anatomii, ponieważ rozmiar, kształt i położenie zarówno guza, jak i narządów krytycznych (OAR) mogą się znacząco zmieniać między frakcjami (ruch międzyprakcyjny) oraz w trakcie jednej sesji terapeutycznej (ruch śródfrakcyjny). Tradycyjna radioterapia radziła sobie z tą niepewnością, stosując duże marginesy bezpieczeństwa wokół docelowej objętości klinicznej (CTV), co skutkowało napromienianiem większej ilości zdrowej tkanki i potencjalnie zwiększało toksyczność.

Radioterapia adaptacyjna online (oART) stanowi przełom, odchodząc od statycznego modelu planowania. oART wykorzystuje zaawansowane obrazowanie pokładowe, aby wizualizować anatomię pacjenta w momencie leczenia, umożliwiając codzienną korektę planu. Obecnie na rynku dominują dwie główne platformy realizujące tę strategię, oparte na odmiennych filozofiach technologicznych:

1. Elekta Unity MR-Linac: integruje rezonans magnetyczny o wysokim polu (1.5 Tesla) z akceleratorem liniowym, stawiając na doskonałą wizualizację tkanek miękkich i zarządzanie ruchem w czasie rzeczywistym (filozofia „pewności wizualizacji”).
2. Varian Ethos: łączy akcelerator liniowy oparty na gantry pierścieniowym Halcyon z zaawansowaną tomografią stożkową (CBCT) i sztuczną inteligencją (AI), kładąc nacisk na automatyzację i szybkość pracy (filozofia „wydajności przepływu pracy”).

Poniższe porównanie szczegółowo ocenia dowody na przewagę kliniczną oraz aspekty techniczne obu platform w kontekście leczenia nowotworów urologicznych i przewodu pokarmowego.

---

Porównanie Technologii i Obrazowania

Cecha	Elekta Unity (MR-Linac)	Varian Ethos (CT-ART)
Obrazowanie	1.5T MRI (jakość diagnostyczna)	CBCT (Tomografia Stożkowa)
Kontrast Tkankowy	Niezrównana wyższość dla tkanek miękkich (np. granica prostata-odbytnica, guz trzustki)	Umiarkowany, poprawiony dzięki technologii HyperSight
Dawka Obrazowania	Brak dawki jonizującej (MRI)	Mała dawka kumulacyjna (kV-CBCT)
Zarządzanie Ruchem	Najwyższa skuteczność: Ciągłe śledzenie w czasie rzeczywistym (Cine-MRI, 4 kl./s) i automatyczne bramkowanie (True Tracking)	Brak śledzenia śródfrakcyjnego; polega na zewnętrznych surogatach (np. IDENTIFY) i szybkiej akwizycji CBCT/zatrzymaniu oddechu
Technika Dostarczania	IMRT (krok po kroku/step-and-shoot)	VMAT (Wolumetryczna Modulowana Terapia Łukowa) i IMRT

Jakość Obrazowania a Kontrast Tkanek Miękkich

Kluczową przewagą Unity jest zintegrowany skaner MRI 1.5T, który zapewnia niezrównany kontrast tkanek miękkich. Jest to szczególnie istotne w przypadku delineacji trudnych anatomicznie obszarów, takich jak guz trzustki na tle sąsiadujących jelit, lub precyzyjne określenie granicy między prostatą a odbytnicą.

Ethos, w odpowiedzi na ograniczenia konwencjonalnego CBCT, wprowadził platformę HyperSight CBCT, która wykorzystuje iteracyjną rekonstrukcję. HyperSight znacznie zmniejsza artefakty i osiąga dokładność jednostek Hounsfielda (HU) porównywalną z konwencjonalną tomografią komputerową. Pozwala to na bezpośrednie obliczanie dawki na obrazach CBCT, eliminując niepewność związaną z generowaniem syntetycznej TK. Mimo tych postępów, MRI-Linac zachowuje ogólną przewagę w wizualizacji tkanek miękkich.

Zarządzanie Ruchem (Motion Management)

Unity oferuje znacznie lepsze możliwości zarządzania ruchem dzięki zintegrowanemu systemowi Comprehensive Motion Management (CMM). System ten wykorzystuje Cine-MRI (akwizycja obrazów z prędkością 4 klatek na sekundę) do bezpośredniego śledzenia położenia guza w czasie rzeczywistym podczas dostarczania wiązki, co umożliwia automatyczne bramkowanie (gating) bez konieczności stosowania zewnętrznych surogatów. Jest to fundamentalna przewaga w leczeniu guzów podatnych na ruch oddechowy, takich jak zmiany w płucach, wątrobie czy trzustce.

Ethos polega na systemach opartych na surogatach (np. monitorowanie powierzchni ciała za pomocą IDENTIFY) oraz szybkim obrazowaniu CBCT lub instrukcjach dla pacjenta dotyczących zatrzymania oddechu. System Ethos nie jest w stanie wizualizować ruchów guza ani narządów krytycznych w trakcie napromieniania.

Efektywność Dostarczania Wiązki i Przepływ Pracy

Ethos wykorzystuje techniki VMAT, które oferują szybsze dostarczanie wiązki (zazwyczaj 3–6 minut) i mniejszą liczbę jednostek monitorujących (MU) w porównaniu do Unity.

Unity obecnie stosuje IMRT typu step-and-shoot ze względu na ograniczenia techniczne wynikające z obecności silnego pola magnetycznego, co prowadzi do dłuższego czasu dostarczania wiązki. Pomimo porównywalnej jakości dozometrycznej planów IMRT Unity w stosunku do VMAT Ethos, sesje leczenia na Ethos są znacznie krótsze.

• Średni czas sesji Unity (ATS): 30–60+ minut, w zależności od miejsca.
• Średni czas sesji Ethos (ART): 19–24 minuty dla adaptacji online, z całkowitym czasem sesji 25–35 minut.

Szybkość Ethos wynika z automatyzacji opartej na AI (w tym auto-segmentacji i szybkiej optymalizacji planu za pomocą Intelligent Optimization Engine – IOE), co redukuje potrzebę ręcznej edycji konturów i skraca czas na stole.

---

Kliniczne Dowody Przewagi (PubMed)

Dowody kliniczne pokazują, że żaden system nie ma uniwersalnej przewagi, ale każdy z nich lepiej sprawdza się w specyficznych kontekstach klinicznych.

Rak Prostaty (Prostate Cancer)

Rak prostaty jest idealnym celem dla oART ze względu na dużą zmienność wypełnienia pęcherza i odbytnicy.

• Przewaga MR-Linac: Badanie MIRAGE (randomizowane badanie kontrolowane, dowód Poziomu I), choć przeprowadzone na systemie 0.35T MRIdian, wykazało, że radioterapia adaptacyjna wspomagana rezonansem magnetycznym znacząco redukuje toksyczność w porównaniu do radioterapii wspomaganej TK. Stwierdzono spadek toksyczności ze strony układu moczowo-płciowego stopnia ≥2 z 43.4% do 24.4% (p=0.01) oraz ze strony przewodu pokarmowego stopnia ≥2 z 10% do 0% (p=0.003). Badanie to wykorzystywało mniejsze marginesy PTV (2 mm vs 4 mm). Rejestr MOMENTUM (Unity) oraz badanie ERECT również wskazały na poprawę zgłaszanych przez pacjentów objawów moczowych oraz zachowanie funkcji erekcji (częstość występowania dysfunkcji erekcji wyniosła tylko 6% po 6 miesiącach, p<0.001).
• Ethos: Badania dosymetryczne na platformie Ethos wykazały, że adaptowany plan był wybierany w 95% frakcji, poprawiając pokrycie celu (PTV D98% wzrosło z 86.1% do 95.8%, p<0.001). Zaletą Ethos jest to, że adaptacja zajmowała średnio 19 minut.

Werdykt: MR-linac posiada silniejsze dowody kliniczne (Poziom I) na zmniejszenie toksyczności, wynikające z lepszej wizualizacji i mniejszych marginesów. Ethos jest jednak bardzo efektywną alternatywą, zwłaszcza przy konwencjonalnym frakcjonowaniu.

Rak Trzustki (Pancreatic Cancer)

Leczenie stereotaktyczną radioterapią ablacyjną (SBRT) raka trzustki jest trudne ze względu na duży ruch oddechowy i sąsiedztwo wrażliwych narządów (dwunastnica, żołądek).

• Przewaga MR-Linac: Unity wykazuje najsilniejsze dowody w tym obszarze. Największe wieloośrodkowe badanie kohortowe (n=80) SBRT z adaptacją online na Unity wykazało roczne przeżycie całkowite na poziomie 67% przy wyjątkowo niskiej toksyczności: tylko 5% ostra toksyczność stopnia 3–4. Dzięki doskonałej wizualizacji guza i zarządzaniu ruchem w czasie rzeczywistym, Unity umożliwia bezpieczne dostarczanie dawek ablacyjnych (np. 50 Gy w 5 frakcjach).
• Ethos: Wczesne analizy symulacyjne sugerują, że adaptacja Ethos może skorygować zmiany anatomiczne i zaoszczędzić OAR (np. w jednym raporcie 100% zaadaptowanych frakcji spełniło ograniczenia dawki dla dwunastnicy/jelita). Jednak Ethos napotyka problemy z artefaktami ruchowymi na CBCT w jamie brzusznej, co utrudnia precyzyjne auto-konturowanie.

Werdykt: MR-linac jest zdecydowanie preferowany do ablacyjnej SBRT trzustki ze względu na najbardziej solidne dowody kliniczne i wyższą jakość wizualizacji guza oraz zarządzanie ruchem.

Rak Odbytnicy (Rectal Cancer)

oART jest badana w raku odbytnicy pod kątem eskalacji dawki i strategii oszczędzania narządów.

• Przewaga MR-Linac: Unity ma bardziej dojrzałe dowody kliniczne. Pionierskie prace z użyciem MR-guided SBRT wykazały doskonałą tolerancję (brak toksyczności stopnia 3-5). Badania planistyczne wykazały, że dzięki adaptacji i zmniejszeniu marginesów do 3 mm, 60% pacjentów kwalifikowało się do eskalacji dawki (spełniając kryterium V65Gy ≤25% dla odbytnicy), podczas gdy 0% kwalifikowało się przy standardowym planowaniu.
• Ethos: Retrospektywne badanie wykazało, że adaptacja zwiększyła pokrycie PTV w 95% frakcji, jednak dane dotyczące wyników klinicznych są ograniczone.

Werdykt: MR-linac jest preferowany w przypadku strategii eskalacji dawki z zamiarem oszczędzenia narządu i zwiększenia wskaźników całkowitej odpowiedzi patologicznej (pCR).

Rak Pęcherza Moczowego (Bladder Cancer)

W radioterapii pęcherza moczowego oART jest krytyczna z powodu znacznej zmienności wypełnienia pęcherza.

• Przewaga MR-Linac: Unity demonstruje wyraźną przewagę w tym obszarze. Wieloparametryczny MRI ma wysoką czułość i swoistość w określaniu stopnia inwazji mięśniowej. Co więcej, Unity umożliwia śledzenie wypełnienia pęcherza podczas frakcji za pomocą Cine-MRI bez dodatkowej dawki promieniowania, a delineacja objętości guza (GTV) może być nawet do 45% mniejsza na MRI w porównaniu do TK.
• Ethos: Ethos napotyka fundamentalne ograniczenia: CBCT nie jest w stanie wiarygodnie wizualizować guzów pęcherza moczowego bez znaczników fiducjalnych, które często ulegają migracji.

Werdykt: Unity jest zdecydowanie preferowane dla celowanej radioterapii pęcherza moczowego, wymagającej precyzyjnej delineacji ścian i zarządzania zmiennością objętości.

---

Praktyczne Aspekty Wdrożenia i Koszty

Wybór platformy wiąże się z istotnymi różnicami w kosztach, infrastrukturze i wymaganiach kadrowych.

Koszty i Dostępność

• Unity: Wymaga znacznie wyższych kosztów początkowych (2–4 razy wyższe niż akcelerator liniowy oparty na CBCT, szacowane na >10 milionów euro) i większych kosztów operacyjnych. Niższa przepustowość (8–14 pacjentów dziennie vs 30–40 dla konwencjonalnego linaca) ogranicza dostępność.
• Ethos: Jest bardziej przystępny cenowo (~$5.1M USD z HyperSight) i może być zintegrowany z istniejącą platformą Halcyon. Wyższa przepustowość (20–30 pacjentów dziennie) sprawia, że oART jest bardziej skalowalna i dostępna dla szerszej populacji.

Werdykt: Ethos oferuje lepszą efektywność kosztową i dostępność, sprzyjającą wdrożeniu w ośrodkach o dużym natężeniu ruchu pacjentów.

Wymagania Kadrowe i Bezpieczeństwo

Obie platformy wymagają zwiększonej obsady w porównaniu do konwencjonalnej radioterapii.

• Unity: Wymaga szkolenia w zakresie bezpieczeństwa MRI dla całego personelu i obecności fizyka i lekarza podczas adaptacji online. Specjalistyczna wiedza z zakresu fizyki MRI i obliczeń dawki Monte Carlo jest niezbędna.
• Ethos: Może być zarządzany głównie przez wyszkolonych techników radioterapii (RTT) pełniących rolę „adapterów”, z nadzorem lekarza/fizykiem.

Ograniczenia Pacjentów

• Unity: System ma bezwzględne przeciwwskazania MRI (np. implanty ferromagnetyczne, niektóre rozruszniki serca). Ponadto średnica otworu (70 cm) i długi czas leczenia (do 60 minut) mogą być wyzwaniem dla pacjentów z klaustrofobią lub ograniczoną mobilnością. W jednym ośrodku odnotowano 26% rezygnacji przed rozpoczęciem leczenia, w tym 10% z powodu niepowodzenia zatrzymania oddechu w symulacji MR.
• Ethos: Brak przeciwwskazań związanych z polem magnetycznym i krótszy czas leczenia (15–32 minuty) sprawiają, że jest dostępny dla szerszej populacji.

---

Wnioski dla Pacjentów i Lekarzy

Wniosek Syntetyczny: Żaden system, Unity (MR-Linac) ani Ethos (CT-ART), nie jest uniwersalnie lepszy; są to platformy komplementarne. Wybór powinien być zindywidualizowany w zależności od konkretnego kontekstu klinicznego, celu leczenia i możliwości instytucjonalnych.

Wnioski dla Lekarzy (Radioonkologów i Fizyków Medycznych)

1. Rak Prostaty: MR-linac jest poparty dowodami Poziomu I (badanie MIRAGE), które wskazują na zmniejszenie toksyczności dzięki precyzji i minimalizacji marginesów. Należy go preferować w przypadku ultra-hypofrakcjonowania (5 lub mniej frakcji). Ethos jest jednak doskonałą alternatywą dla standardowego lub umiarkowanego hypofrakcjonowania, zwłaszcza gdy priorytetem jest przepustowość i wydajność.
2. Nowotwory z Dużą Ruchomością (Trzustka, Wątroba, Centralne Guzy Płuc): Unity jest zdecydowanie preferowane. Tylko 1.5T MRI oferuje wizualizację guza i zarządzanie ruchem w czasie rzeczywistym (gating), co umożliwia bezpieczne dostarczanie dawek ablacyjnych z małymi marginesami (2–3 mm).
3. Nowotwory Miednicy Wymagające Precyzyjnej Delineacji (Pęcherz Moczowy, Eskalacja Dawki w Odbytnicy): Unity jest preferowane ze względu na wyższą jakość obrazowania tkanek miękkich i możliwość adaptacyjnego zwiększenia dawki przy zachowaniu ograniczeń OAR.
4. Wydajność i Dostępność: Ethos, ze względu na szybszy przepływ pracy oparty na AI (15–30 minut) i niższe koszty, jest idealny dla ośrodków o dużym natężeniu pacjentów. Umożliwia standaryzację oART dla szerszej populacji.
5. Kwestie Techniczne: Fizycy muszą być przygotowani na złożoność Unity (efekty pola magnetycznego, obliczenia Monte Carlo) oraz na walidację systemów opartych na AI w Ethos.

Wnioski dla Pacjentów

1. Osobiste Priorytety: Oba systemy oferują najwyższą dostępną obecnie precyzję radioterapii adaptacyjnej, personalizując leczenie każdego dnia. Decyzja, który system jest lepszy dla danego pacjenta, zależy od typu nowotworu i indywidualnych wymagań.
2. Dla Precyzji i Bezpieczeństwa (Unity): Jeśli guz znajduje się w miejscu, gdzie jest dużo ruchu (np. trzustka) lub jeśli lekarz chce stosować bardzo małe marginesy w celu uniknięcia toksyczności (np. rak prostaty w 5 frakcjach), Unity jest często preferowane. Warto jednak być przygotowanym na dłuższe sesje leczenia (40–60 minut) i konieczność spełnienia wymagań bezpieczeństwa MRI (brak niektórych metalowych implantów).
3. Dla Szybkości i Komfortu (Ethos): Jeśli priorytetem jest krótki czas leczenia (sesje trwające 15–30 minut), co jest ważne dla pacjentów z bólem, klaustrofobią lub ogólnie dla wygody, Ethos jest doskonałym wyborem. Chociaż obrazowanie opiera się na TK, system AI gwarantuje bardzo dokładne dopasowanie dawki do anatomii każdego dnia.
4. Toksyczność: Dane kliniczne (np. badanie MIRAGE dla raka prostaty) sugerują, że radioterapia adaptacyjna wspomagana MRI znacząco redukuje toksyczność układu moczowo-płciowego i pokarmowego w porównaniu do konwencjonalnych metod.