Real-time controle van de absolute dosis tijdens anti-kanker thermotherapie (RADIATHE)

Kanker is wereldwijd één van de belangrijkste doodsoorzaken en het jaarlijkse aantal mensen dat de diagnose kanker krijgt is de afgelopen drie decennia verdubbeld.  Chirurgie, radiotherapie en chemotherapie zijn de belangrijkste soorten behandelingen voor kanker. Radiotherapie en chemotherapie zijn effectieve behandelingen maar gaan gepaard met bijwerkingen.  Klinische studies hebben aangetoond dat thermotherapie (TT), de plaatselijk verwarming van tumoren tot 40-44˚C, de gevoeligheid van tumorcellen voor radiotherapie en chemotherapie significant verhoogt, zonder extra bijwerkingen. TT maakt gebruikt van gefocusseerde microgolfstraling (niet-ioniserende straling) wat een deel van de kankercellen dood maakt, maar onder andere ook zorgt voor een betere doorbloeding in het gebied dat wordt behandeld, waardoor kankercellen meer zuurstof krijgen en gevoeliger worden voor behandeling met straling of chemotherapie.  Ondanks betere behandelresultaten met TT, is het niet toegankelijk voor iedereen doordat de huidige behandeling complex en arbeidsintensief is.

Onderzoeksrichting/voorgestelde oplossing

De onderzoekstechniek, magnetische resonantie (MRI), maakt gebruikt van sterke magneetvelden en radiogolven om een gedetailleerd plaatje te maken van organen of andere lichaamsweefsels. Met een MRI kan de temperatuur stijging worden gemeten, maar ook andere meetbare indicatoren voor het effect van de TT behandeling zoals doorbloeding en diffusie van water. De MRI gestuurde TT-methode is op dit moment nog te duur voor brede toepassing in algemene ziekenhuizen. Daarnaast zijn temperatuur en deze indicatoren lastig voor te schrijven en te controleren. De huidige onzekere dosering van TT en de complexiteit van behandeling moeten verbeteren om toepassing van TT in de behandeling van kanker voor iedereen mogelijk te maken. De mogelijke oplossing ligt in het meten van het geabsorbeerde vermogen tijdens TT, uitgedrukt in de (absolute cumulatieve) “specific absorption rate” (SAR). SAR is een maat voor de absorptie van elektromagnetische straling, die wordt uitgedrukt en hangt samen met de geïnduceerde temperatuur tijdens TT en voorspeld het behandelresultaat, waardoor het leidt tot een betrouwbaar en duidelijk behandelprotocol. Jammer genoeg, is controle over “absolute SAR” tot op heden niet mogelijk. RADIATHE beoogt de controle over “absolute SAR” mogelijk te maken door sensor-ondersteunde TT te ontwikkelen, door zowel de positie van de patiënt als van het elektromagnetisch veld tijdens de behandeling te meten. Daarnaast zal in RADIATHE, technologie ontwikkeld worden om deze innovatieve sensor-ondersteunde TT, door middel van zowel experimenten als metingen in patiënten, te valideren met behulp van de bestaande MRI-ondersteunde TT. 

Relevantie

De incidentie van kanker neemt toe en steeds meer patiënten per jaar worden belast door de ernstige bijwerkingen van de huidige behandelingen. De diagnose kanker heeft ook gevolgen voor de samenleving als geheel. De bijwerkingen van de behandeling op de patiënt is zowel van invloed op de patiënt zijn gezondheid maar ook op zijn sociale activiteiten. De samenleving staat ook voor de uitdaging om de zorg te verminderen, er is daardoor steeds meer behoefte aan niet alleen voordelige maar ook kosteneffectieve behandelmethoden. TT staat bekend dat het de dood van kankercellen door straling en medicatie kan verhogen. Bovendien heeft TT nauwelijks bijwerkingen, wordt de behandeling goed verdragen en heeft het weinig impact op de sociale activiteiten van de patiënt. TT kan bijdragen aan het verlagen van de dosis straling en medicatie (en dus minder bijwerkingen), zeker wanneer het verhitten nog nauwkeurig kan worden toegepast, zoals RADIATHE beoogt.

Onderzoeksvragen

Onze hypothese is dat sensor-ondersteunde TT met meer controle over het elektromagnetisch veld en de dosis (W/kg), de nauwkeurigheid van de behandeling sterk verbeterd. Daarnaast zal een verbetering van het behandelprotocol zorgen voor betere stroomlijning van de zorg, zodat toepassing van TT in algemene ziekenhuizen toegankelijk wordt.

Onderzoeksopzet

Er zijn 2 werkpakketten gedefinieerd: 
 

1. Dynamische directe systeemkarakterisatie.
   In dit werkpakket worden een apparaat en software voor directe maar dynamische karakterisatie van de applicatoren van de TT. Met een betere nauwkeurigheid van het aanbrengen van het elektromagnetisch veld kan er nauwkeuriger worden gemeten.  
    
2. Realtime sensor-ondersteunde thermotherapy.
   In dit werkpakket worden een apparaat en software voor nauwkeurige dosiscontrole (W/kg) tijdens de TT-behandeling.

RADIATHE zal zich concentreren op behandeling met thermotherapie van tumoren in het hoofd-hals gebied, gezien dit een van de meest uitdagende behandelgebieden is (in de buurt van warmtegevoelige weefsels, complexe anatomie). Patiënten met een hoofd-hals tumor hebben een slechte prognose (overleving is slechts 28% na 5jaar) en een verbeterde therapeutisch uitkomst is zeer daarom zeer gewenst. De consortiumpartners van RADIAHTE hebben unieke expertise op het gebied van elektromagnetische-detectie, MRI-ondersteunde TT, apparaat-ontwerp, klinische testen bij toepassing van TT en het commercialiseren van TT apparaten. Dit maakt het RADIATHE-consortium uniek gekwalificeerd om deze uitdaging aan te gaan en een verschil te maken.

Verwachte uitkomsten

RADIATHE heeft als doel om gecontroleerde TT te ontwikkelen ter verbetering van de genezing en/of vermindering van bijwerkingen van bestaande radiotherapie of chemotherapie (door dosisverlaging mogelijk te maken), en zodoende de kwaliteit van leven te verhogen en de kosten van (na)zorg te verlagen. Het is de verwachting dat het RADIATHE-project een optimale behandelings strategie levert zodat TT breed toepasbaar kan worden in de behandeling van hoofd-hals tumoren.

Benodigde stappen om resultaat te implementeren

RADIATHE levert het fundament voor een volgende multi-institutionele fase II-klinische studie. Een dergelijke studie zal de effectiviteit van TT aantonen in combinatie met radiotherapie. De resultaten van deze grotere klinische studie kan leiden tot structurele opname van het nieuwe TT-protocol in de reguliere gezondheidszorg, ook in algemene ziekenhuizen en daarmee ook een vele betere uitkomst voor patiënten bieden.

Uiteindelijk zal het RADIATHE-project bijdragen aan de toegankelijkheid van sensor-ondersteunde TT in alle kanker centra wereldwijd, waardoor mogelijk jaarlijks honderden in Nederland en duizenden wereldwijd geholpen geholpen kunnen worden.

Bovendien betekent RADIATHE de doorbraak van een in Nederland ontworpen en geproduceerde TT-technologie op de wereldwijde markt, die verder zal worden onderzocht en uitgebreid naar andere kanker soorten  Op dit moment is er al een prototype in ontwikkeling voor de TT-behandeling van borstkanker, waarbij adjuvante behandeling bij chemotherapie voorafgaand aan de operatie wordt toegepast om de kwaliteit van leven van deze patiënten na behandeling te verbeteren.