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SEZIONE DI RADIOTERAPIA L. GALVANI DIPARTIMENTO CLINICO DI SCIENZE RADIOLOGICHE E ISTOPATOLOGICHE UNIVERSITA DI BOLOGNA Direttore Prof. LUCIO BABINI RADIOTERAPIA:

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1 SEZIONE DI RADIOTERAPIA L. GALVANI DIPARTIMENTO CLINICO DI SCIENZE RADIOLOGICHE E ISTOPATOLOGICHE UNIVERSITA DI BOLOGNA Direttore Prof. LUCIO BABINI RADIOTERAPIA: QUALE NOVITA? E. BARBIERI

2 La Radioterapia (RT) è una disciplina medica specialistica, il cui obiettivo principale è la terapia loco-regionale dei tumori e/o dei sintomi ad essi correlati Al momento della diagnosi circa il 70% dei Pazienti non ha evidenza di metastasi a distanza e viene quindi trattato con modalità terapeutiche loco-regionali: Chirurgia e/o Radioterapia Radioterapia

3 Si calcola che poco meno della metà di tutti i Pazienti affetti da neoplasia possa essere guarita Su 100 Pazienti 22 sono guariti dalla Chirurgia, 18 dalla Radioterapia (da sola o in associazione, ma con ruolo primario), 5 dalla Chemioterapia (sola o in associazione) Ancora oggi 1/3 dei decessi in Pazienti neoplastici avviene per mancato controllo locale di malattia Radioterapia

4 Attualmente il 50% di tutti i Pazienti affetti da neoplasia maligna viene trattato con Radioterapia o come parte integrante del trattamento primario oppure in relazione a recidive, o in fase palliativa Si prevede che la RT avrà in futuro un ruolo sempre più importante, in relazione allincremento di trattamenti adiuvanti (es.: prevenzione delle recidive nel ca. della mammella e del retto) e in alternativa alla Chirurgia demolitiva (es.: sarcomi, neoplasie ORL, ca. canale anale) Radioterapia

5 ATTUALI ASSOCIAZIONI TERAPEUTICHE Radioterapia RT + Chirurgia RT + Chemioterapia RT + Chirurgia + Chemioterapia 36,2% 37,2% 13,1% 13,5% Radioterapia

6 FINALITA DEL TRATTAMENTO RADICALE ADIUVANTE PALLIATIVA 41% 24% 35% Radioterapia

7 Lobiettivo è ottenere leradicazione del tumore: a tal fine richiede lutilizzo di tutti i sussidi tecnici disponibili per una adeguata personalizzazione del trattamento radiante Nella scelta della RT in alternativa a Chirurgia o Chemioterapia, a parità di indicazioni e risultati, prevarranno considerazioni di natura funzionale, estetica, psicologica Radioterapia radicale

8 Consiste nellirradiazione, con intento di radicalità, di territori potenzialmente sedi di malattia residua (es.: mammella dopo intervento conservativo, stazioni linfonodali di drenaggio nei tumori solidi, milza e stazioni linfatiche sedi occulte di linfoma) 4Trattamento NEO-adiuvante: prevede lirradiazione, a scopo cito-riduttivo, di neoplasie non resecabili in prima istanza o la cui resezione, per essere radicale, comporterebbe gravi menomazioni per il Pz (es.: sarcomi, neoplasie retto basso) Radioterapia adiuvante

9 Consiste nellirradiazione di metastasi ossee, di voluminose masse neoplastiche che causano sindromi compressive Pur non avendo intento di radicalità, consente un approccio sintomatico e funzionale che consente al Paziente una migliore qualità di vita Radioterapia palliativa

10 Qualunque sia la finalità della Radioterapia, la scelta del trattamento e la prescrizione della dose sono sempre condizionate dalla dose di tolleranza dei tessuti sani circostanti la neoplasia INDICE TERAPEUTICO = Dose tolleranza tessuti sani Dose letale al tumore Il tumore risulterà tanto più radiocurabile quanto più lindice terapeutico sarà maggiore di 1 Radioterapia

11 ENERGIE E METODICHE ATTUALMENTE UTILIZZATE Radioterapia transcutanea Fotoni (basso LET)X Acceleratore lineare MV 60 Co Leptoni (basso LET)Elettroni Acceleratore lineare Curieterapia Interstiziale 192 Ir Endocavitaria 137 Cs Metabolica 131 I Radioterapia

12 ATTUALI PROCEDURE OPERATIVE (1) Definizione delle caratteristiche della neoplasia e della sua estensione (anamnesi, EO, revisione dati diagnostici) Definizione degli obiettivi del trattamento Simulazione e definizione dei volumi (GTV, CTV, organi a rischio) Radioterapia

13 Piano di trattamento (PTV): selezione, ottimizzazione e prescrizione della dose Trattamento: set-up iniziale, ripetibilità Verifiche in corso di trattamento Analisi dei risultati, follow-up ATTUALI PROCEDURE OPERATIVE (2) Radioterapia

14 SIMULAZIONE Il simulatore è un apparecchio a raggi X costruito in modo tale da riprodurre i campi di irradiazione, adatto appunto a simulare gli stessi campi di radiazione che verranno poi utilizzati nel trattamento radioterapico In alcune situazioni la simulazione è preceduta dalla TC di centratura. Sulle scansioni TC viene disegnato il volume bersaglio ed eventualmente gli organi critici Il Fisico sanitario su tali sezioni elabora con un sistema computerizzato il PTV in 2D che viene poi verificato in simulazione Radioterapia

15 Posizionamento del Pz posizione stabile e ripetibile (eventuali sistemi di immobilizzazione personalizzata) Localizzazione dellasse centrale del fascio Impostazione di campi di trattamento esclusivamente quadrati o rettangolari (eventuali schermature personalizzate) SIMULAZIONE Radioterapia

16 PROSPETTIVE (1) TERAPIA OTTIMALE PERSONALIZZAZIONE La possibilità di ottimizzare il trattamento radiante può essere conseguita con strutture e supporti in grado di erogare il massimo della dose al tessuto neoplastico con il minimo danno possibile ai tessuti sani Radioterapia

17 ¬TREATMENT PLANNING 3D, CONFORMAZIONALE ­UTILIZZO PARTICELLE AD ALTO LET : ADRONI (protoni, neutroni, ioni) ®CURIETERAPIA AD ALTO RATEO DI DOSE ¯STEREOTASSI °IORT Radioterapia PROSPETTIVE (2)

18 ASSICURAZIONE DI QUALITA: Complesso degli atti programmati e sistematici necessari a dare adeguata certezza che un prodotto o un servizio soddisfino determinati requisiti di qualità. Essa è rivolta ad assicurare che i risultati in ultimo ottenuti corrispondano agli scopi enunciati e che gli standard predefiniti vengano rispettati CONTROLLO DI QUALITA: Procedure atte ad individuare errori random e sistematici che altrimenti non sarebbero rilevati Radioterapia PROSPETTIVE (3)

19 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE Il treatment planning 3D è basato sulla ricostruzione tridimensionale del piano di trattamento In questo modo si valuta landamento delle isodosi su ogni sezione della regione interessata, mentre con i sistemi attuali landamento delle isodosi è calcolato solo su uno o più piani Su ogni sezione TC devono essere delineati tutti i tessuti ed organi e su questi deve risultare ben identificabile il volume bersaglio La ricostruzione in 3D permette di attuare trattamenti conformati estremamente personalizzati Radioterapia

20 ¬Acquisizione dellinformazione diagnostica mediante scansioni TC (e/o RM) con valutazione dellanatomia 3D del volume bersaglio e degli organi critici a rischio. In ogni singola slice viene visualizzato il perimetro delle strutture critiche e del target Affinchè i dati anatomici possano essere adeguatamente utilizzati sono fondamentali un corretto posizionamento e l immobilizzazione del Paziente, in modo che possa poi essere riprodotto nella fase di terapia 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (1) Radioterapia

21 ­Trasferimento dei dati al Treatment Planning: definizione del PTV, secondo le raccomandazioni dellICRU 50; determinazione degli istogrammi dose-volume (fondamentali per la comparazione di piani di trattamento rivali). ®Simulazione virtuale: scelta del tipo di radiazione e della tecnica (determinazione delle direzioni di incidenza dei fasci esterni, di eventuali blocchi di conformazione e collimatori multi-leaf) con ricostruzioni Beams Eye View (BEV) ¯Calcolo della distribuzione della dose seguita da una sua visualizzazione 3D e dal confronto con eventuali geometrie di irradiazione alternative 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (2) Radioterapia

22 °Ricostruzione digitale dei radiogrammi ±Posizionamento del Paziente e verifica geometrica e dosimetrica della tecnica di irradiazione prescelta ² Valutazione del Paziente in corso di trattamento: portal imaging: verifica dei rapporti di posizione fra Pz e fascio e tra linsieme Pz/fascio ed i modificatori del fascio portal localization film: serve a rilevare i movimenti del Pz durante il trattamento 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (3) Radioterapia

23 Per quanto riguarda la simulazione virtuale una delle opzioni più rilevanti è costituita dal Beams Eye View che consente la visualizzazione dellanatomia del Paziente così come vista dalla sorgente di radiazione Tale vista è essenziale per disegnare blocchi di conformazione e configurare i collimatori multilamellari, strumenti necessari per modellare individualmente la forma del campo, permettendo così il risparmio dei tessuti normali adiacenti al tumore 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (4) Radioterapia

24 Hanks, 1996: 375 Pz. T1 - T3 Dose 73 Gy 92% 88% Dose 73 Gy 75% 70% DFS 2 aa OS 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: PROSTATA Radioterapia

25 COMPLICANZE RT standard 119 Pz. RT conformazionale 138 Pz. Proctite Ostruzione intestinale Cistite Restringimento uretrale G2 G3 16 (12%) G2 G3 4 (3%) 2 (Perez, 1997) 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: PROSTATA Radioterapia

26 Consente di allestire campi di trattamento di forma irregolare attraverso il movimento computerizzato di multiple lamelle di Tungsteno schermanti il fascio fotonico Può essere utilizzato per sostituire le schermature tradizionali permettendo la terapia conformazionale statica oppure può essere usato per la RT dinamica COLLIMATORE MULTILAMELLARE (1) Radioterapia

27 Attualmente i collimatori multilamellari presentano un elevato n° di lamelle ( coppie) di piccole dimensioni (4 mm - 1,5 cm) ognuna dotata di motore proprio controllato dal computer Questi collimatori possono essere una componente tecnica integrata nella testata dellacceleratore lineare o un accessorio aggiuntivo COLLIMATORE MULTILAMELLARE (2) Radioterapia

28 La forma del campo di irradiazione ottenuta sullimmagine del simulatore TC viene digitata sul computer, dotato di apposito programma che propone automaticamente la più opportuna distribuzione delle lamelle intorno al contorno di ogni campo di trattamento La distribuzione lamellare proposta, se ritenuta adeguata, viene trasferita alla consolle dellacceleratore lineare: i motori delle singole lamelle del collimatore potranno così creare la forma irregolare per singolo campo di Radioterapia COLLIMATORE MULTILAMELLARE (3) Radioterapia

29 Vantaggi: Evita i tempi lunghi e i rischi di preparazione delle schermature tradizionali in lega basso fondente Evita il rischio di posizionamento errato della schermatura Facilita la velocità di esecuzione del trattamento Svantaggi: Elevato costo di acquisto e manutenzione Trasmissione di dose attraverso le lamelle e alla giunzione completa delle lamelle, problematiche dosimetriche (es.: penombra del fascio) Difficile utilizzazione per alcune tecniche (es.: mantellina nei linfomi) COLLIMATORE MULTILAMELLARE (4) Radioterapia

30 FASCI DI FOTONI MODULATI (1) La tecnica dellirradiazione con intensità modulata è basata sulluso di collimatori che hanno lo scopo di erogare dosi variabili su volumi irregolari In pratica il campo di trattamento viene suddiviso in 4 campi più piccoli che vengono alternativamente aperti e chiusi tramite il collimatore Lintensità del fascio e la conformazione del campo sono quindi controllati da questo speciale collimatore, che è formato da 40 segmenti di Tungsteno divergenti, dello spessore di 8 mm Radioterapia

31 Quando la testata ruota attorno al Paziente i campi vengono accesi e spenti tramite i movimenti dei segmenti di Tungsteno per un tempo variabile, in modo da modulare lintensità della dose Questo consente combinazioni variabili fra dose totale e dose volume, tali da ottimizzare e personalizzare maggiormente il trattamento radiante FASCI DI FOTONI MODULATI (2) Radioterapia

32 ADROTERAPIA (1) Viene così definita una moderna tecnica radioterapica che utilizza le radiazioni prodotte da tutte le particelle non elementari fatte di quark, dette adroni I protoni, i neutroni e gli ioni sono gli adroni più noti Lutilizzo delluna o dellaltra particella dipende, oltre che dal tipo di tumore, dalla distribuzione di dose richiesta nel tessuto tumorale Radioterapia

33 Protoni e ioni: essendo particelle pesanti ed elettricamente cariche, una volta penetrate nella materia rallentano e poi cedono tutta la loro energia solo alla fine del percorso con un picco di dose alto e stretto (picco di Bragg) che, opportunamente modulato e allargato, può essere indirizzato con precisione millimetrica su un qualsiasi bersaglio precedentemente individuato ADROTERAPIA (2) Radioterapia

34 Neutroni: sono particelle neutre; la distribuzione della dose, a differenza di protoni e ioni, è continua a partire da qualche cm di profondità e decresce quasi esponenzialmente, come quella dei raggi X. Tuttavia hanno efficacia biologica relativa quasi sempre maggiore dei raggi X In pratica le cellule hanno una minore capacità di riparare le lesioni prodotte dai neutroni rispetto a quelle prodotte dai raggi X, rendendo i primi particolarmente adatti per il trattamento dei tumori radioresistenti ADROTERAPIA (3) Radioterapia

35 La Protonterapia può essere utilizzata: In neoplasie oculari (es.: melanomi uveali) o della base cranica Cordomi e condrosarcomi della base cranica e della colonna vertebrale Come sovradosaggio in tumori pelvici, addominali, toracici o del distretto cervico-cefalico ADROTERAPIA (4) Radioterapia

36 La terapia con neutroni può essere utilizzata: Nelle neoplasie con una elevata concentrazione di cellule ipossiche, causa principale del fenomeno della radioresistenza ai raggi X (es.: carcinoma delle ghiandole salivari e dei seni paranasali) Adenoarcinoma prostatico ADROTERAPIA (5) Radioterapia

37 La terapia con fasci di ioni (elio, neon) trova le stesse indicazioni della terapia con neutroni, rispetto ai quali ha una maggiore efficacia biologica relativa; è quindi indicata nelle situazioni cliniche di radioresistenza legata allipossia. Viene impiegata nelle neoplasie oculari o della base cranica; esperienze più limitate riguardano sarcomi ossei e dei tessuti molli, carcinomi delle vie biliari e della prostata ADROTERAPIA (6) Radioterapia

38 L adroterapia richiede acceleratori di particelle più grandi e potenti di quelli oggi usati negli Ospedali per la Radioterapia convenzionale. Si tratta di acceleratori per lo più circolari, detti ciclotroni e sincrotroni In Italia ha preso lavvio la realizzazione di un Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO), la cui costruzione verrà completata verosimilmente nel 2003 ADROTERAPIA (7) Radioterapia

39 BRACHITERAPIA (1) La Brachiterapia (interstiziale, endocavitaria, endoluminale) è una tecnica chirurgica che permette di mettere direttamente a contatto neoplasia e sorgente radioattiva Ciò permette di irradiare in maniera selettiva e con dosi elevate i tessuti posti in prossimità delle sorgenti (tessuto tumorale), riducendo la dose alle strutture sane adiacenti Radioterapia

40 Attualmente è maggiormente utilizzata la Brachiterapia a basso rateo di dose: Sorgenti di 192 Ir o di 137 Cs Trattamento della durata di alcuni giorni In questo modo lirradiazione avviene in maniera continua nellarco di alcuni giorni, pertanto durante il trattamento può avere luogo la riparazione del danno sub-letale. Ciò permette di aumentare la tolleranza dei tessuti sani senza compromettere lefficacia della terapia sul tessuto neoplastico nel quale prevale un danno di tipo immediatamente letale BRACHITERAPIA (2) Radioterapia

41 Dagli anni 80 vengono utilizzate sempre più frequentemente anche apparecchiature per Brachiterapia ad alto rateo di dose (HDR), che permettono di somministrare dosi elevate in tempi molto brevi (alcuni minuti) trattamento ambulatoriale o in regime di DH Le sorgenti sono mobili, ciò consente di ottimizzare la distribuzione di dose mediante variazione, determinata mediante calcolo computerizzato, del tempo di permanenza della sorgente in ciascuna posizione BRACHITERAPIA (3) Radioterapia

42 La Brachiterapia ad alto rateo di dose viene impiegata di routine soprattutto nelle neoplasie ginecologiche Trova consensi anche per quello che riguarda il trattamento palliativo dei tumori siti in organi cavi (esofago, bronchi e vie biliari), : Brachiterapia endoluminale: in questo caso vengono impiegate sorgenti ad alta attività posizionate per via endoscopica BRACHITERAPIA (4) Radioterapia

43 E verosimile che in futuro si parli di terapia conformazionale anche per quello che riguarda la Brachiterapia: in pratica la definizione in tempo reale sia del volume della neoplasia (mediante US, TC) sia della posizione degli applicatori allo scopo di adattare la geometria dellimpianto e la distribuzione della dose allanatomia del Paziente BRACHITERAPIA (5) Radioterapia

44 STEREOTASSI (1) Con il termine di Radiochirurgia o Radioterapia stereotassica si definisce la tecnica che permette di somministrare unelevata dose di radiazioni, di solito in una singola seduta, ad un piccolo volume intracranico, con risparmio del tessuto cerebrale circostante La metodica deriva direttamente dalla Neurochirurgia stereotassica (dal greco stereotassi: sistema solidale) dove, per raggiungere con estrema precisione larea interessata dalla malattia, veniva fissato al cranio del Paziente una struttura metallica che consentiva, mediante lidentificazione di reperi cerebrali, di individuare ed aggredire il bersaglio su coordinate cartesiane Radioterapia

45 In pratica nella Stereotassi il bisturi che veniva guidato nella struttura stereotassica è stato sostituito da numerosi piccoli fasci di radiazioni convergenti che vengono indirizzati verso il bersaglio Inizialmente è stata utilizzata per le malformazioni artero- venose, attualmente è impiegata anche nelle neoplasie benigne e maligne (dose Gy) STEREOTASSI (2) Radioterapia

46 A differenza della Radioterapia convenzionale, nella Stereotassi vengono irradiati volumi molto piccoli (30 mm) mentre sono numerose le porte dingresso dei fasci, distribuite sulla superficie del cranio, in modo da ridurre il volume di tessuto normale che riceve dosi elevate di radiazioni La procedura che consente la Radiochirurgia è estremamente delicata, infatti lirradiazione ad alte dosi di piccoli volumi con risparmio dei tessuti circostanti richiede una precisione millimetrica sia nellidentificazione radiologica (TC, RM) del bersaglio, sia nel trasferimento dei dati allapparecchio di terapia e nel posizionamento del Paziente STEREOTASSI (3) Radioterapia

47 GAMMA UNITS (GAMMA KNYFE) Emisfera contenente 201 sorgenti di 60 Co del diametro di 1 mm s Tecnica statica s Costo elevato s Apparecchio dedicato s Limiti nelle dimensioni delle lesioni da trattare LINAC (FOTONI X MV) s Tecnica dinamica s Costo minore s Utilizzabile per altre tipologie di trattamento STEREOTASSI (4) Radioterapia

48 La Radiochirurgia non è una alternativa alla Radioterapia convenzionale, ma eventualmente, il confronto deve essere fatto con la Chirurgia Il target ideale per la stereotassi sono lesioni singole (massimo 3) e di piccole dimensioni VANTAGGI TEORICI RISPETTO ALLA CHIRURGIA: u Minor traumatismo per il Paziente u Possibilità di intervenire su lesioni inaccessibili alla Chirurgia u Minori spese di ospedalizzazione STEREOTASSI (5) Radioterapia

49 E una tecnica che consente di erogare una singola dose elevata di elettroni in unarea chirurgicamente definita, con contemporanea protezione di una parte dei tessuti normali, sia mediante la loro dislocazione sia mediante schermature Lirradiazione durante lintervento chirurgico viene effettuata utilizzando limitatori o applicatori speciali, appositamente costruiti, da applicare alla testata e fatti in modo da poter andare a contatto diretto con il volume di irradiazione INTRAOPERATORIA (1) Radioterapia

50 La maggior parte dei Pazienti trattati finora è stata sottoposta al trattamento intraoperatorio come complemento ad una Radioterapia con fasci esterni La dose, erogata in singola frazione, varia da 10 a 20 Gy Risultati incoraggianti sono stati ottenuti nelle neoplasie del pancreas, delle vie biliari, dello stomaco e del retto, ma i dati della letteratura non sono univoci INTRAOPERATORIA (2) Radioterapia

51 Se da un lato la visione diretta del campo operatorio dovrebbe permettere di evitare errori nella definizione del volume di irradiazione, vi sono dei limiti allimpiego della metodica: i tessuti normali sopportano bene dosi elevate di radiazioni erogate in dosi frazionate, ma la tolleranza a singole dosi elevate è molto inferiore non tutte le strutture possono essere effettivamente dislocate durante lirradiazione (es.: grossi vasi, nervi periferici) nella maggior parte delle strutture sussistono difficoltà logistiche ed organizzative che possono rappresentare un ostacolo alla realizzazione della Radioterapia intraoperatoria INTRAOPERATORIA (3) Radioterapia

52 Molto di più che in altre discipline, lattuazione di un trattamento radiante è strettamente dipendente dalla tecnologia GLI ATTI MEDICI DI INDICAZIONE E PRESCRIZIONE DEVONO ESSERE ADEGUATAMENTE SUPPORTATI DA ATTREZZATURE IDONEE CONCLUSIONI (1) Radioterapia

53 Il futuro della Radioterapia è inoltre verosimilmente legato alla sempre maggiore integrazione con altre metodiche terapeutiche: Chirurgia e Chemioterapia Molte speranze sono riposte anche nella ricerca genica soprattutto se questa sarà veramente in grado di modificare la radiosensibilità delle neoplasie CONCLUSIONI (2) Radioterapia


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