Accuracy assessment of a potential clinical use of navigation-guided intra-operative liver metastasis brachytherapy-a planning study

Strahlenther Onkol. 2018 Nov;194(11):1030-1038. doi: 10.1007/s00066-018-1334-y. Epub 2018 Jul 18.

Abstract

For patients with inoperable liver metastases, intra-operative liver high dose-rate brachytherapy (HDR-BT) is a promising technology enabling delivery of a high radiation dose to the tumor, while sparing healthy tissue. Liver brachytherapy has been described in the literature as safe and effective for the treatment of primary or secondary hepatic malignancies. It is preferred over other ablative techniques for lesions that are either larger than 4 cm or located in close proximity to large vessels or the common bile duct. In contrast to external beam radiation techniques, organ movements do not affect the size of the irradiated volume in intra-operative HDR-BT and new technical solutions exist to support image guidance for intra-operative HDR-BT. We have retrospectively analyzed anonymized CT datasets of 5 patients who underwent open liver surgery (resection and/or ablation) in order to test whether the accuracy of a new image-guidance method specifically adapted for intra-operative HDR-BT is high enough to use it in similar situations and whether patients could potentially benefit from navigation-guided intra-operative needle placement for liver HDR-BT.

Für Patienten mit inoperablen Lebermetastasen ist die intraoperative Hochdosis-Brachytherapie (HDR-BT) eine vielversprechende Technologie, die es ermöglicht, eine hohe Strahlendosis auf den Tumor zu liefern, während das umliegende gesunde Gewebe geschont wird. Die Leber-BT wurde in der Literatur als sicher und wirksam für die Behandlung von primären oder sekundären Tumoren in der Leber beschrieben. Sie ist für Läsionen mit einer Größe > 4 cm oder in unmittelbarer Nähe zu großen Gefäßen sowie in engem Kontakt mit dem zentralen Gallengang gegenüber anderen ablativen Verfahren zu bevorzugen. Im Gegensatz zu den externen Strahlentherapietechniken wirken sich bei der intraoperativen HDR-BT Organbewegungen nicht auf die Größe des bestrahlten Volumens aus. Neue bildgestützte technische Lösungen existieren, um die intraoperative Applikatoreinlage für die HDR-BT zu unterstützen. Wir haben retrospektiv anonymisierte Computertomographiedatensätze von 5 Patienten analysiert, welche eine offene Leberoperation erhalten haben (Resektion und/oder Ablation). Hierbei testeten wir, ob die Genauigkeit der speziell für die intraoperative HDR-BT angepasste Navigation ausreicht, um sie in vergleichbaren Situationen anzuwenden, und ob Patienten möglicherweise von der neuen Bildführungsmethode zur intraoperativen Nadelplatzierung bei der Leber-HDR-BT profitieren könnten.

Keywords: Brachytherapy; Image guidance; Liver; Liver metastases; Radiotherapy.

MeSH terms

  • Brachytherapy / instrumentation
  • Brachytherapy / methods*
  • Combined Modality Therapy
  • Feasibility Studies
  • Fiducial Markers
  • Humans
  • Intraoperative Period*
  • Liver Neoplasms / secondary*
  • Liver Neoplasms / therapy*
  • Phantoms, Imaging
  • Radiotherapy Dosage*
  • Radiotherapy Planning, Computer-Assisted / instrumentation
  • Radiotherapy Planning, Computer-Assisted / methods
  • Radiotherapy, Image-Guided / instrumentation
  • Radiotherapy, Image-Guided / methods*
  • Retrospective Studies
  • Tomography, X-Ray Computed