Je leest:

Tumor bekijken en bestralen tegelijk

Tumor bekijken en bestralen tegelijk

Auteur: | 22 maart 2013

Utrechtse onderzoekers ontwikkelden een techniek om tijdens een MRI-scan direct de tumoren van patiënten te bestralen. Een prototype van deze MRI-versneller is inmiddels met succes getest. Een apparaat dat echt in een ziekenhuis gebruikt kan worden is nog in ontwikkeling. Volgens Utrechtse onderzoekers zal de MRI-versneller een doorbraak zijn in de behandeling van kanker.

Het combineren van een MRI-scanner met directe bestraling tot een MRI-versneller, maakt het mogelijk om exact te bepalen waar de tumor in de patiënt zich bevindt tijdens de behandeling van die tumor. Iets wat tot voor kort niet mogelijk was. Onderzoekers van het UMC Utrecht ontwikkelden samen met Philips en de Zweedse fabrikant Elektra een MRI-versneller. Ingewikkeldere tumoren – zoals tumoren die diep in de buik zitten en heel veel bewegen – maar momenteel met radiotherapie (nog) niet behandelbaar zijn, kunnen in de toekomst beter bestraald worden.

De Utrechtse onderzoeker Sjoerd Crijns beschrijft in zijn proefschrift hoe de nieuwe techniek voor klinische doeleinden gebruikt kan worden en heeft de MRI-gestuurde bestralingstechniek verfijnd. Hij promoveerde 21 maart op zijn onderzoek aan de universiteit van Utrecht. De techniek is er dus, maar tumoren kunnen er nog niet mee bestraald worden. De MRI-versneller moet nog allerlei keuringen ondergaan voordat het apparaat is gebruik genomen wordt. En hoe lang dat duurt, is nog onzeker.

Bestralen in de MRI-scanner

De overlevingskans bij kanker is enorm toegenomen sinds de bestralingstechnieken de afgelopen 10 jaar met sprongen vooruit zijn gegaan. Vroeger werd door de artsen eerst op röntgenfoto’s gekeken waar ze moesten bestralen. Maar tumoren en de beweging van tumoren in het lichaam zijn niet goed in beeld te brengen met röntgen. Om er toch zeker van te zijn dat de tumor binnen het bestraalde gebied zat, werd er door artsen altijd een gebied rondom de tumor mee bestraald. Gezond weefsel rond de tumor werd zo automatisch ook bestraald. Om het gezonde weefsel toch enigszins te sparen, werd er een minder hoge dosis bestraling toegediend.

Schematische voorstelling van de MRI-versneller waarvan het prototype in het UMC Utrecht staat. De versneller (rood) draait om de MRI-scanner (blauw).
J.J.W. Lagendijk, radiologie, UMC Utrecht

Met deze nieuwe techniek is het risico dat er gezond weefsel geraakt wordt veel kleiner geworden. Met MRI-gestuurde bestraling kunnen artsen de patiënt bestralen terwijl deze in de MRI-scanner ligt. Artsen kunnen hiermee precies zien waar de tumor zich bevindt. Marco Vulpen, radiotherapeut van het UMC Utrecht, laat ons weten: “Dit is iets waarvan we denken dat het een doorbraak zal zijn in de behandeling van kanker. Artsen kunnen nu realtime naar de tumor kijken terwijl ze bestralen. Dit gaat met hele grote nauwkeurigheid en bovendien kunnen artsen bewegende tumoren nu als het ware volgen. De onzekerheden van artsen over de exacte lokatie van tumoren wordt nu verleden tijd. Dit was altijd een belangrijk aspect binnen de radiotherapie.” Doordat de bestraling veel nauwkeuriger is kan ook de bestralingsdosis omhoog. Dat is niet alleen effectiever en veiliger, maar geeft ook minder kans op bijwerkingen.

De heilige graal

De MRI-versneller is een heel complex apparaat. “De reden dat we verder kwamen, komt door het gebruik van de Xbox spelcomputer”, zegt van Vulpen. “De rekenkracht van de processoren die daar in zitten, is zo extreem groot geworden dat onderzoekers nu hele ingewikkelde berekeningen kunnen maken. Deze berekeningen zijn nodig om bijvoorbeeld een bewegend orgaan te volgen.”

Een magneetveld heeft veldlijnen langs verschillende richtingen. Deze hebben een grootte (amplitude) en een bepaalde richting.
Wikimedia Commons

“Binnen het artsenpubliek is de MRI-versneller eigenlijk de heilige graal”, zegt van Vulpen. Toch moest er nog een ander probleem worden overwonnen. Onderzoekers dachten altijd dat het onmogelijk was om een MRI-scanner en een versneller – het bestralingsapparaat – met elkaar te integreren omdat de bestralingsversneller niet goed werkt in de buurt van het magneetveld van een MRI-scanner.

Daarnaast verstoort het materiaal van de versneller het magneetveld van de MRI ook nog eens. Maar met behulp van onderzoek blijkt het toch wel mogelijk om beide systemen te combineren. Sjoerd Crijns introduceert in zijn proefschrift onder andere een algoritme om voor beeldverstoringen veroorzaakt door magneetvelden te corrigeren.

Om de versneller in de buurt van de MRI-scanner te laten werken, wordt het magneetveld van de MRI opgeheven met behulp van met magneetveld van een tweede magneet. “Magneetvelden kun je optellen”, aldus professor Jan Kees Maan van het High Field Magnet Laboratory aan de Radboud Universiteit Nijmegen. “Als de MRI magneet A is en de versneller magneet B, dan kun je het veld nul maken op een bepaalde plek.” En op de plek waar het magneetveld van de scanner is opgeheven – en dus nul is – kan de versneller zonder problemen de patiënt door de scanner heen bestralen.

Minder bijwerkingen

Maar bewegen tumoren zo erg in het lichaam? Van Vulpen bevestigt dat een tumor enorm kan bewegen. “Niet alle tumoren bewegen, maar niertumoren bijvoorbeeld wel, die bewegen soms wel vijf à tien centimeter per dag.”

De meeste organen hebben bovendien een beweging van zichzelf, ademhaling en darmperistaltiek zetten bovendien de hele buikholte in beweging. Deze bewegingen zijn, naast de plaats van tumoren, een van de belangrijkste factoren die de nauwkeurigheid van radiotherapie beperken.

Promovendus Crijns zocht naar een manier om de beweging te compenseren. Een manier om hiermee om te gaan is tracking, het synchroniseren van de beweging van de MRI-versneller met de beweging van het te bestralen gebied. Compensatie van de beweging leidde tot aanmerkelijke verbetering van de doelgerichtheid van de bestraling.

“Bestralen met de MRI-versneller betekent dat we niet 25 keer hoeven te bestralen, maar dat het ook in twee of drie keer kan omdat er door de gerichtere bestraling een hogere dosis gegeven kan worden. Dat betekent daarmee ook dat je een hele kleine kans hebt op bijwerkingen. Mits je maar goed kijkt terwijl je bestraalt natuurlijk”, zegt van Vulpen. Vroeger konden artsen ook niet altijd opnieuw bestralen zodra de tumor weer opkwam. Het gezonde weefsel had vaak al te veel schade opgelopen. met de nieuwe techniek kan dat straks waarschijnlijk wel. De andere grote winst van de MRI-versneller is dat chirurgen nu minder hoeven te opereren om een tumor te verwijderen.

Keuring prototype

“Qua ontwikkeling loopt de MRI-versneller goed op tijd. Maar het daadwerkelijke gebruik op patiënten hangt af van het vrijgeven door de industrie. Deze willen graag een kant en klaar product hebben dat ook alle veiligheidskeurmerken heeft, zoals een Conformité Européenne markering en een FDA-keurmerk Dit proces is vertrouwelijk. Wij zijn dus helaas niet op de hoogte wanneer de MRI-versneller vrijgegeven wordt voor patiënten.” Het technische prototype moet eerst nog tot klinisch apparaat uitgebouwd worden, voordat de MRI-versneller in ziekenhuizen voor het bestralen van tumoren beschikbaar wordt.

Radiotherapeut Marco van Vulpen van het UMC Utrecht te gast bij Labyrint (vanaf 21 minuten). Van Vulpen ziet toekomst voor de MRI-versneller waarbij tumoren bestraald worden terwijl er tegelijkertijd live opnames van de tumor gemaakt worden.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 22 maart 2013
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.