RADIOTERAPIA:
QUALE NOVITA’?
E. BARBIERI
SEZIONE DI RADIOTERAPIA “L. GALVANI”
DIPARTIMENTO CLINICO DI SCIENZE RADIOLOGICHE E ISTOPATOLOGICHE
UNIVERSITA’ DI BOLOGNA
Direttore Prof. LUCIO BABINI
Radioterapia
 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
 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
 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
all’incremento 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
ATTUALI ASSOCIAZIONI TERAPEUTICHE
Radioterapia

36,2%
RT + Chirurgia

37,2%
RT + Chemioterapia

13,1%
RT + Chirurgia +
Chemioterapia

13,5%
Radioterapia
FINALITA’ DEL TRATTAMENTO
RADICALE

41%
ADIUVANTE

24%
PALLIATIVA

35%
Radioterapia radicale
 L’obiettivo è ottenere l’eradicazione del tumore:
a tal fine richiede l’utilizzo 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 adiuvante
 Consiste nell’irradiazione, 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)
 Trattamento
NEO-adiuvante:
prevede
l’irradiazione, 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 palliativa
 Consiste nell’irradiazione 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
 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 l’indice terapeutico sarà maggiore di 1
Radioterapia
ENERGIE E METODICHE ATTUALMENTE UTILIZZATE
Radioterapia transcutanea
Fotoni (basso LET)
X Acceleratore lineare 4 - 25 MV
 60Co
Leptoni (basso LET)
Elettroni Acceleratore lineare
Curieterapia
Interstiziale
192Ir
Endocavitaria
137Cs
Metabolica
131I
Radioterapia
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
ATTUALI PROCEDURE OPERATIVE (2)
 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
Radioterapia
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
SIMULAZIONE
 Posizionamento del Pz  posizione stabile e ripetibile
(eventuali sistemi di immobilizzazione personalizzata)
 Localizzazione dell’asse centrale del fascio
 Impostazione di campi di trattamento esclusivamente
quadrati o rettangolari (eventuali schermature
personalizzate)
Radioterapia
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
PROSPETTIVE (2)

TREATMENT PLANNING 3D, CONFORMAZIONALE

UTILIZZO PARTICELLE AD ALTO LET : ADRONI
(protoni, neutroni, ioni)

CURIETERAPIA AD ALTO RATEO DI DOSE

STEREOTASSI

IORT
Radioterapia
PROSPETTIVE (3)
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
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE
 Il treatment planning 3D è basato sulla ricostruzione
tridimensionale del piano di trattamento
 In questo modo si valuta l’andamento delle isodosi su ogni
sezione della regione interessata, mentre con i sistemi attuali
l’andamento 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
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (1)
 Acquisizione
dell’informazione
diagnostica
mediante
scansioni TC (e/o RM) con valutazione dell’anatomia 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
Radioterapia
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (2)
 Trasferimento dei dati al Treatment Planning: definizione del
PTV, secondo le raccomandazioni dell’ICRU 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 Beam’s Eye View (BEV)
 Calcolo della distribuzione della dose seguita da una sua
visualizzazione 3D e dal confronto con eventuali geometrie di
irradiazione alternative
Radioterapia
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (3)
 Ricostruzione digitale dei radiogrammi
 Posizionamento del Paziente e verifica geometrica
dosimetrica della tecnica di irradiazione prescelta
e
 Valutazione del Paziente in corso di trattamento:
 portal imaging: verifica dei rapporti di posizione fra Pz
e fascio e tra l’insieme Pz/fascio ed i modificatori del
fascio
 portal localization film: serve a rilevare i movimenti del
Pz durante il trattamento
Radioterapia
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: procedure (4)
 Per quanto riguarda la simulazione virtuale una delle opzioni
più rilevanti è costituita dal Beam’s Eye View che consente la
visualizzazione dell’anatomia 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
Radioterapia
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: PROSTATA
Hanks, 1996: 375 Pz. T1 - T3
Dose  73 Gy
Dose  73 Gy
DFS 2 aa
92%
75%
OS
88%
70%
Radioterapia
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE: PROSTATA
COMPLICANZE
(Perez, 1997)
RT standard
119 Pz.
G2
Proctite
G3
16 (12%)
Ostruzione intestinale
RT conformazionale
138 Pz.
G2
4 (3%)
1
Cistite
4
Restringimento uretrale
1
2
G3
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (1)
 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
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (2)
 Attualmente i collimatori multilamellari presentano un
elevato n° di lamelle (20 - 40 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 dell’acceleratore lineare o un
accessorio aggiuntivo
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (3)
 La forma del campo di irradiazione ottenuta sull’immagine
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 dell’acceleratore lineare: i
motori delle singole lamelle del collimatore potranno così
creare la forma irregolare per singolo campo di Radioterapia
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (4)
 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)
Radioterapia
FASCI DI FOTONI MODULATI (1)
 La tecnica dell’irradiazione con intensità modulata è basata
sull’uso 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
 L’intensità 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
FASCI DI FOTONI MODULATI (2)
 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 l’intensità della
dose
 Questo consente combinazioni variabili fra dose totale e dose
volume, tali da ottimizzare e personalizzare maggiormente il
trattamento radiante
Radioterapia
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
 L’utilizzo dell’una o dell’altra particella dipende,
oltre che dal tipo di tumore, dalla distribuzione di
dose richiesta nel tessuto tumorale
Radioterapia
ADROTERAPIA (2)
 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
Radioterapia
ADROTERAPIA (3)
 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
Radioterapia
ADROTERAPIA (4)
 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
Radioterapia
ADROTERAPIA (5)
 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
Radioterapia
ADROTERAPIA (6)
 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 all’ipossia.
 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
Radioterapia
ADROTERAPIA (7)
 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 l’avvio la realizzazione di un
Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica (CNAO),
la cui costruzione verrà completata verosimilmente
nel 2003
Radioterapia
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
BRACHITERAPIA (2)
 Attualmente
è
maggiormente
Brachiterapia a basso rateo di dose:
utilizzata
la
 Sorgenti di 192Ir o di 137Cs
 Trattamento della durata di alcuni giorni
 In questo modo l’irradiazione avviene in maniera continua
nell’arco 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 l’efficacia della terapia sul tessuto neoplastico
nel quale prevale un danno di tipo immediatamente letale
Radioterapia
BRACHITERAPIA (3)
 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
Radioterapia
BRACHITERAPIA (4)
 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
Radioterapia
BRACHITERAPIA (5)
 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 dell’impianto e la distribuzione della
dose all’anatomia del Paziente
Radioterapia
STEREOTASSI (1)
 Con il termine di Radiochirurgia o Radioterapia stereotassica
si definisce la tecnica che permette di somministrare un’elevata
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 l’area interessata dalla
malattia, veniva fissato al cranio del Paziente una struttura
metallica che consentiva, mediante l’identificazione di reperi
cerebrali, di individuare ed aggredire il bersaglio su coordinate
cartesiane
Radioterapia
STEREOTASSI (2)
 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 arterovenose, attualmente è impiegata anche nelle neoplasie benigne
e maligne (dose 15-20 Gy)
Radioterapia
STEREOTASSI (3)
 A differenza della Radioterapia convenzionale, nella Stereotassi
vengono irradiati volumi molto piccoli (30 mm) mentre sono
numerose le porte d’ingresso 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 l’irradiazione ad alte dosi di piccoli volumi con
risparmio dei tessuti circostanti richiede una precisione
millimetrica sia nell’identificazione radiologica (TC, RM) del
bersaglio, sia nel trasferimento dei dati all’apparecchio di
terapia e nel posizionamento del Paziente
Radioterapia
STEREOTASSI (4)
GAMMA UNITS
LINAC
(GAMMA KNYFE)
(FOTONI X 4 - 23 MV)
Emisfera contenente 201 sorgenti di 60
Co del diametro di 1 mm
 Tecnica statica
 Tecnica dinamica
 Costo elevato
 Costo minore
 Apparecchio dedicato
 Utilizzabile
trattamento
 Limiti nelle dimensioni delle lesioni
da trattare
per altre tipologie di
Radioterapia
STEREOTASSI (5)
 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:
 Minor traumatismo per il Paziente
 Possibilità di intervenire su lesioni inaccessibili alla Chirurgia
 Minori spese di ospedalizzazione
Radioterapia
INTRAOPERATORIA (1)
 E’ una tecnica che consente di erogare una singola dose elevata
di elettroni in un’area chirurgicamente definita, con
contemporanea protezione di una parte dei tessuti normali, sia
mediante la loro dislocazione sia mediante schermature
 L’irradiazione durante l’intervento 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
Radioterapia
INTRAOPERATORIA (2)
 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
Radioterapia
INTRAOPERATORIA (3)
 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 all’impiego 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 l’irradiazione (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
Radioterapia
CONCLUSIONI (1)
 Molto di più che in altre discipline, l’attuazione di
un trattamento radiante è strettamente dipendente
dalla tecnologia
GLI ATTI MEDICI DI INDICAZIONE E
PRESCRIZIONE
DEVONO
ESSERE
ADEGUATAMENTE
SUPPORTATI
DA
ATTREZZATURE IDONEE
Radioterapia
CONCLUSIONI (2)
 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