UA-35946176-3
2016
 

MR-Linac doorbraak in Image Guided Radiotherapie

MR-Linac compleet toestel 

In april 2016 begon in de bestralingsafdeling van het Antoni van Leeuwenhoek de installatie van een veelbelovend nieuw bestralingsapparaat.  Deze MR-Linac is een combinatie van een 1.5 Tesla diagnostische MRI met een lineaire versneller met 7 MV fotonenbundel en een multileaf collimator. Tijdens de bestraling wordt de positie van de tumor gevolgd in de beelden uit de MRI. Daardoor kan met de kleinst mogelijke  bundel worden bestraald en worden gezond weefsel en kritische organen meer gespaard dan bij conventionele bestralingstechnieken.

De MR-Linac is een uitvinding van het UMC Utrecht. Het idee ontstond in 1999 bij professor Jan Lagendijk en collega's. Het toestel wordt gebouwd door de firma Elekta (lineaire versneller en systeemintegratie) in samenwerking met  Philips (MRI). In 2009 is voor het eerst in Utrecht met een prototype aangetoond dat het mogelijk is om MR beelden te maken bij een werkende versneller tijdens de bestraling.  1) 2) 

MR-Linac constructie overzicht 

fig. 1 Overzicht van het  MR-Linac  toestel van de fabrikant Elekta.   copyright Elekta AB

  • Het bestralingsapparaat is gemonteerd in een ring en draait rond de MRI en de patient tijdens de behandeling.
  • De hoge magnetische veldsterkte van 1,5 Tesla maakt heldere MRI beelden mogelijk van weke delen en organen. 
  • De versneller met een 7MV fotonen bundel  en multileaf collimator maakt nauwkeurige conformele en IMRT bestraling mogelijk.

Samenwerking.

Sinds 2012 is het Antoni van Leeuwenhoek lid van het internationale Elekta MR Linac Consortium. In dat consortium werken de fabrikanten Elekta, Philips en zeven ziekenhuizen samen aan de implementatie van de MRI versneller in de ziekenhuispraktijk. Naast het AVL  omvat deze samenwerking het UMC in Utrecht (NL), Royal Marsden Hospital in London (VK), Christie hospital in Manchester ( VK), Froedtert/MCW in Wisconsin (USA),  M D Anderson Cancer Centre in  Houston (USA),  en het Sunnybrook  Odette Cancer Centre in Toronto (Can). Het Antoni van Leeuwenhoek wordt het derde centrum ter wereld dat over de Elekta Unity MRI-Linac beschikt.

 Radiotherapie wordt nauwkeuriger met MRI Beeldgeleiding.

De nauwkeurigheid bij Radiotherapie hangt af van de instellingen van het bestralingstoestel  en van betrouwbare bepaling van het doelgebied in het menselijk lichaam. Lange tijd moest men zich bij de bepaling van het doelgebied behelpen met gebrekkige middelen. Om onnauwkeurigheden te compenseren werden stralenbundels breder gemaakt om zeker te zijn dat het doelgebied geheel wordt bestraald. Het gevolg is dat meer gezond weefsel wordt bestraald en kritische organen minder kunnen worden ontzien.

Vroeg in de ontwikkeling van de Radiotherapie is al getracht met beeldgeleiding de nauwkeurigheid van de bestraling te verbeteren. Vanaf ca 1953 werden enkele experimentele bestralingstoestellen ontworpen waarin met diagnostische röntgenapparatuur  opnamen op film of onder doorlichting, en soms met een BV/TV keten, zichtbaar werden gemaakt. Door de jaren heen is de techniek verbeterd. Vanaf de jaren 1990 leidde dit tot Electronisch Portal Imaging (EPID) en de Cone Beam CT  aan de lineaire versneller. Met computerbewerking wordt daarbij uit vage röntgenbeelden veel informatie verkregen. Toch kennen deze opnametechnieken beperkingen wanneer de tumor zich in weke lichaamsdelen bevindt.

MR-Linac imaging the prostate 

Fig.2  Voorbeeld beeldvorming MRI-Linac in het rectum gebied.

Met de 1,5 Tesla MRI komen nu heldere en nauwkeurige beelden beschikbaar. De beeldgeleiding van de MRI versneller biedt veel meer detail. Daardoor zijn bijvoorbeeld tumoren in het buikgebied of in het kleine bekken veel beter te onderscheiden. Ook is te zien hoe de tumor beweegt en reageert op fysiologische veranderingen in de patiënt, zoals ademhaling of een volle blaas. Dit maakt een preciezere behandeling van de tumor mogelijk. Daarnaast kunnen bijwerkingen verminderen, omdat voorkomen wordt dat gezond weefsel mee bestraald wordt. 

De hoge kwaliteit van de MRI maakt functionele MRI (fMRI) mogelijk. Hierdoor ontstaan nieuwe mogelijkheden om te bepalen of de bestraling effect heeft op de tumor. Bij voorbeeld door de doorbloeding van het weefsel te observeren. Met name dit aspect wordt ook onderwerp van studie in het AVL.

 1)  Lagendijk JJ, Raaymakers BW, Raaijmakers AJ et al. MRI/linac integration. Radiother Oncol 2008; 86: 5-9.

2)  Raaymakers BW, Lagendijk JJ, Overweg J et al. Integrating a 1.5 T MRI scanner with a 6 MV accelerator:      proof of concept. Phys Med Biol 2009; 54: N229-37.