Het onderzoek bevindt zich nu in de laatste anderhalf jaar van een in totaal vierjarig traject. Na afloop van deze termijn zullen we op zoek moeten gaan naar nieuwe funding voor verder onderzoek naar de toepasbaarheid op andere doelgebieden.
Wat maakt jullie onderzoeksgroep zo uniek?
Er is wereldwijd geen groep die zo diep en over de volledige breedte de waarde van ademhalingscontrole-technieken in de radiotherapie onderzoekt.
Irma van Dijk, onderzoeker en projectleider afdeling Radiotherapie, Amsterdam UMC
Staat het feit dat de DIBH-techniek al in de klinische praktijk toegepast wordt de brede adoptie van de ademhalingscontrole techniek niet in de weg?
Met ons onderzoek willen we aantonen dat onze techniek betere resultaten geeft. Verder onderzoek moet uitwijzen wat de resultaten per doelgebied zijn: wat zijn de optimale strategieën, hoeveel gerichter kan er met verschillende strategieën bestraald worden? De te minimaliseren marges zullen hierin bepalend zijn.
Het feit dat de ademhalingscontrole door een aantal patiënten als prettiger, minder belastend wordt ervaren, en dat de techniek tegen relatief lage kosten toe te passen is, kunnen de adoptie ook beïnvloeden.
De benodigde beademingsapparatuur is relatief goedkoop en de huidige, voor anesthesie gebruikte exemplaren zouden idealiter nog vereenvoudigd mogen en kunnen worden. Waar gating of tracking niet beschikbaar zijn, is dit een mooie oplossing, en in combinatie met gating en tracking kunnen wij radiotherapie verder optimaliseren.
Voegt het gebruik van een beademingsapparaat geen complexiteit toe en tijd toe aan radiotherapie behandelingen?
De techniek vereist getraind personeel, net als bij de DIBH-techniek, en vooraf -in één trainingssessie- getrainde patiënten. Maar als daaraan voldaan is, valt de toegevoegde complexiteit en tijd alleszins mee. Sterker nog, verder onderzoek zou uit moeten wijzen dat het gebruik van deze techniek zelfs een tijdvoordeel in behandelingen oplevert. De patiënt is op het moment van behandeling immers al getraind in de ademhalingstechniek. Je hoeft niet, zoals nu bij behandelingen, de patiënt tijdens de behandeling in etappes relatief tijdrovende ademcommando’s te geven. Daarnaast voorkom je variatie in de diepte van de opeenvolgende ademinhalingen die bij DIBH kan optreden.
Welke toekomstige onderzoekslijnen zien jullie als meest veelbelovend om de techniek verder te verbeteren en toe te passen?
Na de patiënten met borstkanker willen wij ook het effect van ademhalingscontrole op patiënten met slokdarmkanker onderzoeken. Dit is een doelgebied waar recentelijk door Amsterdam UMC online adaptieve radiotherapie op toegepast wordt. Met deze twee innovaties, online adaptieve radiotherapie én ademhalingscontrole met 60 ademhalingen per minuut, zou je een enorme sprong voorwaarts in de kwaliteit van behandeling voor deze patiënten kunnen maken.
Een in silico studie naar het effect van de 60 ademhalingen per minuut techniek op slokdarm intekeningen laat veelbelovende uitkomsten zien, onder meer op doelgebiedreductie en sparen van OARs.
‘“Er is wereldwijd geen groep die zo diep en over de volledige breedte de waarde van ademhalingscontrole-technieken in de radiotherapie onderzoekt.”
Arjan Bel, hoogleraar klinisch fyscia, afdeling radiotherapie Amsterdam UMC
Hoe zien jullie de rol voor wat betreft de toekomst van beademingsapparatuur evolueren in de context van radiotherapie beeldvorming?
Ademhalingscontrole in het algemeen zal in de toekomst nog meer gaan betekenen voor de CBCT-beeldkwaliteit en MRI’s (pre-treatment imaging)
Hoe brengen jullie de waarde van onderzoek naar het effect van ademhalingscontrole technieken voor o.a. de radiotherapie (inter)nationaal onder de aandacht?
Wij hebben in maart dit jaar het 1e internationale symposium voor Breathing Control for Motion Management georganiseerd. Het symposium trok maar liefst 102 deelnemers.
Naast dit initiatief hebben we samen met andere onderzoeksgroepen op het gebied van ademhalingscontrolestrategieën een internationaal consortium opgericht Breathing Control for RT Consortium (BRIC), met als doel de krachten te bundelen en (de waarde van) onderzoek op dit gebied wereldwijd verder te brengen.
Last but not least, waar kunnen mensen meer informatie over dit onderwerp en de voortgang van jullie onderzoek terugvinden?
REFERENTIES:
- Van Kesteren, Z., Veldman, J. K., Parkes, M. J., Stevens, M. F., Balasupramaniam, P., Van Den Aardweg, J. G., Van Tienhoven, G., Bel, A., & Van Dijk, I. W. E. M. (2022). Quantifying the reduction of respiratory motion by mechanical ventilation with MRI for radiotherapy. Radiation Oncology, 17(1). https://doi.org/10.1186/s13014-022-02068-5
- Veldman, J. K., Van Kesteren, Z., Gunwhy, E. R., Parkes, M. J., Stevens, M. F., Van Den Aardweg, J. G., Van Tienhoven, G., Bel, A., & Van Dijk, I. W. (2023). Accuracy of abdominal organ motion estimation in radiotherapy using the right hemidiaphragm top as a surrogate during prolonged breath‐holds quantified with MRI. Medical Physics, 50(6), 3299–3310. https://doi.org/10.1002/mp.16403
- Veldman, J., Van Kesteren, Z., Gunwhy, E., Parkes, M., Stevens, M., Van Den Aardweg, J., Van Tienhoven, G., Bel, A., & Van Dijk, I. (2023). PO-1874 The right hemidiaphragm top is an accurate tracking surrogate for abdominal organ motion. Radiotherapy And Oncology, 182, S1616–S1617. https://doi.org/10.1016/s0167-8140(23)66789-1
- Veldman, J., Van Duren, K., Parkes, M., Stevens, M., Van Schuppen, J., Van Kesteren, Z., Van Den Aardweg, J., Van Tienhoven, G., Bel, A., & Van Dijk, I. (2023). Rapid Mechanical Ventilation Superior to Rapid Jet Ventilation for Diaphragm Motion Reduction in Radiotherapy. International Journal Of Radiation Oncology*Biology*Physics, 117(2), e731. https://doi.org/10.1016/j.ijrobp.2023.06.2251
- Parkes, M., Van Dijk, I., Veldman, J., Van Kesteren, Z., Stevens, M., Van Tienhoven, G., Van Den Aardweg, J., Green, S., Clutton-Brock, T., & Bel, A. (2022). PO-1072 Mechanical re-inflation to maintain chest inflation during prolonged breath-holds for radiotherapy. Radiotherapy And Oncology, 170, S907–S908. https://doi.org/10.1016/s0167-8140(22)03036-5
- Veldman, J., Van Kesteren, Z., Parkes, M., Stevens, M., Van Schuppen, J., Van Den Aardweg, J., Van Tienhoven, G., Bel, A., & Van Dijk, I. (2023). PO-1894 Ultrasound is preferable to MRI as imaging modality during high frequency mechanical ventilation. Radiotherapy And Oncology, 182, S1639–S1640. https://doi.org/10.1016/s0167-8140(23)66809-4
- PO-2378. Non-invasive ventilation can improve time-efficiency of pancreas expiratory gating radiotherapy. J. Veldman, Z. van Kesteren, M. Parkes, M. Stevens, J. van den Aardweg, T. Rosario, E. Versteijne, A. Bel, I. van Dijk. Radiotherapy and Oncology, May 2024. Volume 194, S4328-S4331 (printing in progress).
- PO-1620 Dosimetric benefits of regularized breathing in esophageal cancer radiotherapy - an in silico study. T. Weststrate, J.Visser, P. van Rossum, Z. van Kesteren, I. van Dijk, A. Bel. Radiotherapy and Oncology, May 2024. Volume 194, S4282-S4285 (printing in progress).
-
Invited Presentation-3300. Breath regularisation during stereotactic cardiac radioablation. I. van Dijk, B. Balgobind, E. Dieleman, W. Hoeksema, M. de Jong, Z. van Kesteren, M. Parkes, P. Postema, M. Stevens, J. Veldman1, J. Verhoeff, J. Visser, T. Weststrate, N. van Wieringen, A. Bel. Radiotherapy and Oncology, May 2024. Volume 194, S15-S18 (printing in progress).
Note: Neither participants of nor Amsterdam UMC have been compensated for their contribution.
De beoordeling van deze beelden is uitgevoerd door een aantal collega’s. Iedere CBCT scan is uiteindelijk onafhankelijk beoordeeld door vier observers: twee radiotherapeut-oncologen en twee laboranten. Tijdens deze beoordeling waren alle beelden geanonimiseerd en geblindeerd, zodat een observer niet wist naar welk beeld hij/zij keek. Ieder beeld is beoordeeld op zichtbaarheid van specifieke structuren én de beeldkwaliteit in zijn algemeenheid.
Welke uitdagingen kwamen jullie tegen bij het opzetten van deze klinische studie?
Naast het vooraf duidelijk definiëren van scores, bleek het opstellen van de juiste scoringsvraag ook van groot belang. Deze vraag dient zodanig opgesteld te worden dat deze door iedereen op dezelfde wijze wordt geïnterpreteerd, en dat de juiste output uit de studie kan worden onttrokken.
Voor deze studie hebben we een geautomatiseerde workflow ontworpen om de observers maximaal te faciliteren in de scoring. De workflow is dusdanig ingericht dat het beoordelen van de beelden zo min mogelijk tijd kost en de data op een eenduidige manier wordt opgeslagen. In het ontwerpen en testen van de workflow gaat wel het nodige werk zitten.
Hoe werk je samen met andere disciplines, zoals RT oncologen en laboranten, bij het ontwikkelen van onderzoeksprocessen?
Het HyperValue onderzoeksteam is een groep enthousiaste collega’s waarin onder andere laboranten, radiotherapeuten en klinisch fysici zijn vertegenwoordigd. De samenwerking binnen dit team verloopt uiterst prettig en soepel, wellicht ook omdat iedereen vanaf het eerste begin betrokken is bij het opstellen van de studie. Daarnaast proberen we de verschillende successen ook met elkaar te vieren, bijvoorbeeld met een etentje.
Welke uitdagingen kom je tegen bij dit soort multidisciplinaire samenwerkingen?
In dit geval betreft het een studie die overzichtelijk is, relatief snel resultaat oplevert en concrete uitkomsten geeft. Misschien dat dit factoren zijn die ervoor hebben gezorgd dat het makkelijk was om collega’s te betrekken en gezamenlijk naar resultaten toe te werken.
Hoe delen jullie de onderzoeksuitkomsten met het werkveld?
Diverse HyperValue studies zijn al gepubliceerd in wetenschappelijke vakbladen en gepresenteerd tijdens (inter)nationale bijeenkomsten, waaronder de ESTRO conferentie en de Ethos Therapy Userday.
En wat doen jullie zelf met de resultaten? (Hoe) vertalen jullie wetenschappelijke bevindingen naar praktische toepassingen in de kliniek?
Wij gebruiken de resultaten in eerste instantie om eigen processen verder te optimaliseren, of nieuwe werkprocessen te definiëren. Daarnaast geven deze resultaten handvaten om in de toekomst weloverwogen beslissingen te nemen over bijvoorbeeld aanschaf van appratuur of andere investeringen.
Mijn collega Wilko Verbakel, Principal Research Scientist bij Varian, meldde onlangs in een interview in onze nieuwsbrief dat het potentieel van onderzoeksprojecten niet altijd optimaal benut wordt. In de zin dat het percentage onderzoek met een daadwerkelijk klinische relevantie en/of toepassing nog relatief laag ligt. Onderzoeksuitkomsten vinden blijkbaar niet altijd even goed hun weg naar concrete product innovaties en/of optimalisaties. Wat zouden de oorzaken hiervan kunnen zijn en wat is er volgens jou nodig om deze relevantie te laten toenemen?
Een mogelijke oorzaak is dat onderzoeken te specifiek worden ingericht op een individuele situatie, terwijl een meer generieke oplossing voor veel meer instituten winst kan opleveren. Een gezamenlijk onderzoeksproject, bijvoorbeeld een samenwerking tussen diverse afdelingen en/of industriële partners, kan resulteren in een meer generieke oplossing.
Hoe zorg je ervoor dat onderzoek zich niet alleen richt op technologische vooruitgang, maar ook op het welzijn van de patiënt?
Uiteindelijk is onderzoek (bijna) altijd gericht op een verbetering voor de patiënt. In het geval van de HyperValue studie zijn we op zoek naar de toegevoegde waarde van HyperSight CBCT in de klinische praktijk. Op basis van deze resultaten kunnen we in de toekomst bijvoorbeeld weloverwogen en onderbouwd veiligheidsmarges verkleinen, hetgeen resulteert in een lagere bestralingsdosis voor de kritieke organen, waarmee de kans op bijwerkingen voor patiënten gereduceerd wordt. Daarnaast kunnen we, indien tijdens de behandeling een nieuw plan nodig is, de HyperSight CBCT scan gebruiken om een nieuw plan te maken. Hiermee wordt een tussentijdse extra CT scan overbodig. Hopelijk kunnen we dit op korte termijn al realiseren, dat zou een geweldige stap zijn!
REFERENTIES:
- Van de Schoot, A. J. A. J. (2016). Optimization of adaptive radiation therapy in cervical cancer: Solutions for photon and proton therapy. [Thesis, fully internal, Universiteit van Amsterdam]. http://hdl.handle.net/11245/1.535981
- Kunnen, B., Van de Schoot, A. J. A. J., Fremeijer, K. P., Nicolai-Koornneef, E. M., Harten, K. O., Sluijter, J. H., Sijtsema, N. D., Hoop, E. O., Yaakoubi, A. E., Froklage, F. E., De Vries, K. C., Dirkx, M. L. P., Penninkhof, J. J., & Petit, S. F. (2024). The added value of a new high-performance ring-gantry CBCT imaging system for prostate cancer patients. Radiotherapy And Oncology, 110458. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2024.110458
- Sijtsema, N. D., Penninkhof, J. J., Van De Schoot, A. J. a. J., Kunnen, B., Sluijter, J. H., Van De Pol, M., Froklage, F. E., Dirkx, M. L. P., & Petit, S. F. (2024). Dose calculation accuracy of a new high-performance ring-gantry CBCT imaging system for prostate and lung cancer patients. Radiotherapy and Oncology, 110596. https://doi.org/10.1016/j.radonc.2024.110596
- Sluijter, J. H., Van de Schoot, A. J., Yaakoubi, A. E., De Jong, M., Van Der Knaap - van Dongen, M. S., Kunnen, B., Sijtsema, N. D., Penninkhof, J. J., De Vries, K. C., Petit, S. F., & Dirkx, M. L. (2024). Evaluation of artificial intelligence-based autosegmentation for a high-performance cone-beam computed tomography imaging system in the pelvic region. Physics And Imaging in Radiation Oncology, 100687. https://doi.org/10.1016/j.phro.2024.100687
Note: Neither participants of nor Erasmus MC have been compensated for their contribution.
