Optimalisatie van MRI scan protocollen ten behoeve van radiotherapie en hyperthermie behandelplanning

Gevorderde tumoren in het hoofd-hals gebied worden normaal behandeld met
radiotherapie, zo mogelijk aangevuld met chemotherapie. Deze behandeling leidt
echter niet altijd tot het gewenste resultaat en de bijwerkingen zijn nogal
ingrijpend. Na de behandeling hebben patiënten vaak last van verlies van
speekselproduktie en verlies van slikfunctie. Voor verschillende tumorsoorten
en verschillende tumorlocaties is aangetoond dat hyperthermie, een verhoging
van weefseltemperatuur tot 39-45°C, de effecten van radiotherapie en
chemotherapie aanmerkelijk verbeterd en nauwelijks bijdraagt aan de
bijwerkingen. Tot voor kort was het niet mogelijk om in het hoofd/hals gebied
dieper dan 4 cm onder de huid te verwarmen. Met de recente ontwikkeling van de
HYPERcollar kunnen nu ook tumoren die dieper dan 4 cm onder de huid liggen,
worden verwarmd.

De HYPERcollar bestaat uit twaalf antennes die onafhankelijk kunnen worden
aangestuurd. Optimaal gebruik van dit apparaat vereist een patient-specifieke
behandelingsplanning aan de hand van computersimulaties.
Deze procedure van behandelingsplanning aan de hand van computersimulaties is
analoog aan de procedure voor radiotherapie, waarbij voor elke patient
voorafgaand aan de behandeling zo'n behandelingsplanning wordt gemaakt.
Op een Computed Tomography (CT) scan worden het doelgebied en de kritische
normale weefsels (ruggenmerg, hersenen, speekselklieren) ingetekend en met
behulp van een planningssysteem wordt de optimale dosisverdeling berekend,
waarbij de kritische normale weefsels zo min mogelijk worden belast, terwijl de
voorgeschreven dosis in het doelgebied wordt afgegeven. Het intekenen duurt
ongeveer 3 uur. Met een recent geïntroduceerde geïntroduceerde Atlas gebaseerde
techniek kan dit worden teruggebracht tot 39 minuten.
Voor hyperthermie behandelingsplanning wordt dezelfde CT gebruikt. Echter, voor
deze planning dient een volledig 3D patiënt model te worden afgeleid vanuit de
CT data bestaande uit de verschillende weefselstructuren. Hierbij worden aan
alle weefselstructuren elektromagnetische en thermische eigenschappen
toegekend. Nu kan hiermee de dosisverdeling voor de hyperthermie behandeling
worden uitgerekend en geoptimaliseerd. De segmentatie voor hyperthermie neemt
ongeveer 6-8 uur in beslag, omdat, niet alleen het doelgebied en de kritische
weefsels moeten worden geïdentificeerd, maar ook alle andere normale weefsels,
vanwege hun onderlinge variatie in electromagnetische en thermische
eigenschappen.

Recent is een studie gestart om te onderzoeken of het maken van 3D patiënt
modellen kan worden verbeterd en versneld door gebruik te maken van zowel CT
als MRI data.
Magnetische Resonantie Imaging (MRI) is een techniek waarmee afbeeldingen van
het menselijk lichaam kunnen worden gemaakt met behulp van een sterk
magneetveld. In/om de MRI scanner bevindt zich een magneetveld. Voor het maken
van de scan, worden er radiogolven door het lichaam van de patiënt/proefpersoon
gestuurd, die door de detectoren in de scanner ook weer worden opgevangen. Deze
techniek is niet-invasief, maakt geen gebruik van röntgenstraling, kan
gemakkelijk herhaald worden en sinds het begin van de toepassing van MRI zijn
er geen bijwerkingen gerapporteerd.

Om te onderzoeken of het maken van 3D patiënt modellen kan worden verbeterd, en
versneld, door gebruik te maken van zowel CT als MRI data is het nodig om MRI
scans van patiënten te verkrijgen. Dit is van belang omdat de weefselverdeling
in het hoofd-hals gebied nogal kan variëren: afhankelijk van de grootte en
locatie van de tumor. Daarnaast moet onderzocht worden of het maken van een MRI
in de behandelingspositie toegevoegde waarde heeft vergeleken met de normale
anatomische positie waarin diagnostische MRI-scans gemaakt worden. Daarom
worden MRI scans gemaakt in twee posities:

Het doel van deze studie is het verkrijgen van MRI-scans voor het onderzoeken
van nieuwe algoritmen ter verbetering en versnelling van de behandelplanning
voor radiotherapie- en hyperthermiebehandelingen.

Patiënten worden geselecteerd als zij in aanmerking komen voor eenradiotherapie
behandeling van een tumor in het hoofd-halsgebied. Na informed consent, zullen
de patiënten twee MRI-scans krijgen naast de CT die zij krijgen tbv de
radiotherapie planning. De twee MRI-scans met de patiënt in twee verschillende
posities zijn nodig om de invloed van variaties op het resultaat en de
validiteit van de segmentatie algoritmen te onderzoeken.

De MRI-scan is onschadelijk voor de gezondheid. De MRI-scanner bestaat uit een
sterke magneet. Dit betekent dat sommige mensen niet in de MRI-scanner mogen,
namelijk mensen met een pacemaker, met sommige shunts of met metaal in hun
lichaam. Voorafgaand aan het MRI-onderzoek zal door een arts aan de hand van
een vragenlijst gecontroleerd worden of het veilig is voor de proefpersoon om
de MRI-scan te ondergaan.

Allergische reacties op het contrastmiddel zijn zeer zeldzaam, maar kan niet
toegediend worden bij een slechte nierfunctie heeft.