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Università degli Studi
Verona
D. INDICAZIONI E RISULTATI
Nell'ultimo decennio, grazie soprattutto agli avanzamenti informatici, la tecnica radiochirurgica ha trovato sempre più vasta
applicazione in tutto il mondo, (oltre mezzo milione le persone trattate alla fine del 2008) come alternativa all'intervento
microneurochirurgico, ove quest'ultimo presenti rischi troppo elevati o non possa offrire risultati migliori al paziente al ritmo
attuale (2009) ogni anno 45.000 persone si sottopongono a questo intervento.
Come detto, la radiochirurgia permette di ottenere dosaggi radianti considerevoli nei punti focali prescelti, risparmiando i tessuti circostanti. Essa peraltro può riuscire nello scopo solo se il bersaglio non supera una determinata volumetria e se presenta morfologia e contorni nitidamente definibili con le attuali metodiche neuroradiologiche. Vi sono inoltre controindicazioni legate alla particolare citologia della lesione (i vari tumori endocranici presentano cioè risposte molto diverse all'irradiazione) oppure alla evolutività clinica della stessa: una neoplasia cerebrale che determini rapido deterioramento neurologico è assai
raramente candidabile a radiochirurgia proprio per la lentezza dell'effetto di quest'ultima.
L'intervento con Gamma Knife trova quindi particolare indicazione nei processi espansivi endocranici di contenute dimensioni, situati in regioni critiche e quindi chirurgicamente problematiche o
Patologie endocraniche più frequentemente addirittura proibitive (vedi tabella a fianco).Per alcune di queste patolotrattate con Gamma Knife.
gie, in particolare per le forme metastatiche, per i meningiomi del basi1. metastasi
cranio, i neurinomi vestibolari, gli angiomi cerebrali "critici" - la metodi2. meningiomi
ca ha drasticamente migliorato i dati prognostici.
3. malformazioni artero-venose
Vi sono poi più rare e peculiari indicazioni di cosiddetta radiochirurgia
funzionale. Il trattamento in questi casi non mira a distruggere un tumo4. neurinomi
re od una malformazione endocranica, ma a colpire un bersaglio anato5. adenomi ipofisari
mico cerebrale (una regione profonda o un nervo cranico) per correg6. gliomi
gere un disturbo funzionale: ridurre o abolire ad esempio una sindrome
7. melanomi oculari
dolorosa, un tremore. In questo senso i risultati nella nevralgia trigemi8 nevralgie trigeminali
nale sono molto validi.
E. CONSIDERAZIONI
a) Rischio operativo
Trattandosi di una procedura non chirurgica condotta in anestesia locale, l'intervento con Gamma Knife non presenta ovviamente i più comuni rischi anestesiologici né quelli chirurgici per sé (emorragie, infezioni, embolie, trombosi, ecc.).
b) Morbidità neurologica
La radiochirurgia comporta sia pur minimi rischi di lesioni neurologiche per un possibile danno da radiazioni alle strutture prossime al bersaglio. Va sottolineato peraltro come in letteratura l'incidenza di questa morbidità sia decisamente molto inferiore a
quella delle comparabili casistiche chirurgiche.
c) Comfort del paziente
- Il ricovero, come detto, è estremamente breve (2-3 giorni).
- Il dolore e il fastidio della procedura sono decisamente tollerabili.
- Il trattamento non richiede la rasatura del capo e non comporta perdita di capelli né cicatrici
antiestetiche.
- Dopo la dimissione il paziente può tornare immediatamente alla vita abituale.
F. IL NOSTRO CENTRO
Il Dipartimento Neurochirurgico di Verona dispone dal 1992 di una palazzina bunkerizzata per procedure di stereotassi e radiochirurgia nella quale è stata alloggiata una "Gamma Unit" operativa dal febbraio 1993. La struttura edilizia è rappresentata oltre
che dal locale Gamma Knife Perfexion e dalla sala di radiodosimetria, da una sala operatoria bunkerizzata per speciali trattamenti di brachiterapia (infissione di sostanza radioattiva all'interno di tumori cerebrali). L'unità operativa è costituita da una
équipe multidisciplinare con competenze neurochirurgiche, fisico-sanitarie, radioterapiche, integrata da infermieri professionali
con una lunga esperienza nel settore. Alla attività di routine partecipano abitualmente anche altri specialisti di discipline affini:
in primo luogo la Neuroradiologia, quindi la Neurologia, l'Oftalmologia, l'Oncologia Medica e Chirurgica, l'Otorinolaringoiatria.
Dal 1992 al 2009 sono stati eseguiti circa 8.000 interventi con metodiche stereotassiche, per un totale di circa 6.000 radiochirurgie con Gamma Knife: la più vasta casistica italiana in questo campo, una tra le maggiori d'Europa. Il drenaggio-malati (al ritmo
di circa 500 procedure annuali) è prevalentemente extra-regionale (70%) con una piccola quota (2.5%) anche internazionale.Trattandosi di una struttura ad alta specializzazione del sistema sanitario del Paese, il centro veronese riconosce quale propria missione caratterizzante il compito di offrire alla sanità pubblica un punto di riferimento nazionale per il massimo livello
qualitativo disponibile nell'ambito specifico. L'équipe è quindi impegnata da un lato a fornire una risposta assistenziale la più concreta possibile al bacino d'utenza, dall'altro a garantire il dialogo continuo con i colleghi delle specialità coinvolte ed un riscontro culturale nel settore (contributi alla letteratura medica, offerta formativa). La produzione scientifica, facilmente consultabile in Internet, offre valida testimonianza al riguardo.
Azienda Ospedaliera di Verona
Dipartimento di Neurochirurgia
LA NUOVA “PERFEXION”
GAMMA KNIFE UNIT
Dipartimento Neurochirurgia - Ospedale di Borgo Trento Verona
Tel e Fax 045 8122939 - E-mail: [email protected]
[email protected]
[email protected]
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A. LA RADIOCHIRURGIA STEREOTASSICA
C. LA PROCEDURA DI TRATTAMENTO
Con questo termine, coniato circa 50 anni orsono da un neurochirurgo svedese,
Cobalto radioattivo
Lars Leksell, si definiscono oggi peculiari tecniche radio-neurochirurgiche,
basate sull'uso di un sistema stereotassico "di puntamento" (fig. 1) che
consente di far collimare su di un bersaglio endocranico un ampio
ventaglio di fasci radianti emessi da una specifica apparecchiatura
(gamma knife, acceleratore lineare, fasci di protoni). Grazie alla guida
stereotassica i pennelli radianti percorrono traiettorie sempre diverse nello spazio, ma giungono infine ad un unico "target", al cui livello Raggi gamma
avviene quindi la sommazione delle dosi radianti, mentre le regioni prossime al
Bersaglio
bersaglio stesso ricevono dosaggi minimi e la gran parte dell'encefalo risulta
completamente protetta. Come dice il nome stesso, si può così ottenere un effetto
Casco
"chirurgico" tramite un dispositivo radiante.
collimatore
Un intervento di radiochirurgia stereotassica con Gamma Knife prevede un ricovero di 48 ore, e si svolge nell'ambito di una
sola giornata: la durata complessiva può oscillare tra le 2-3 e le 7-8 ore per i casi più complessi. Il giorno di ingresso in Reparto
è dedicato sia ai controlli ematochimici di routine, EKG, eventuale RX torace etc. che alla lettura e discussione del consenso
informato per la autorizzazione al trattamento. Lo schema operativo prevede essenzialmente 4 fasi, tutte in anestesia locale.
L'anestesia generale è riservata solo all'età pediatrica.
Fig. 1: Sistema di collimazione dei fasci
radianti nella “Gamma Knife”
B. LA GAMMA KNIFE
Nell'ambito delle varie apparecchiature proposte per la radiochirurgia stereotassica, un ruolo
di maggiore rilievo va senza dubbio attribuito alla "Gamma Unit" o Unità Gamma a suo tempo
ideata da Lars Leksell ed in particolare la "Gamma Knife" (o bisturi a raggi gamma) che costituisce il cuore di tutta l'unità operativa (fig. 2). Questo peculiare strumento radiochirurgico è
costituito essenzialmente da:
- un lettino scorrevole sul quale viene sdraiato il paziente da trattare.
- un sistema robotizzato di posizionamento ("automatic positioning system" od APS) che
aggancia il casco stereotassico in cui è contenuta la testa del paziente e sposta il capo del
malato verso le posizioni di fuoco previste per il trattamento.
- un padiglione schermato munito di un "gantry" nel quale è contenuta la sorgente radiante.
Quest'ultima a sua volta è rappresentata da un voluminoso elmetto metallico, modellato a
tronco di sfera, nel quale sono distribuite in cerchi concentrici 201 mine di cobalto radioattivo. In questo elmetto principale, durante il trattamento, andrà a posizionarsi un elmetto accessorio, contenente collimatori di diametri variabile, nel quale è alloggiata la testa del paziente
sorretta dallo APS: proprio l'elmetto accessorio servirà da un lato a focalizzare i 201 fasci
radianti nel punto endocranico previsto, dall'altro a proteggere e schermare le regioni circostanti.
sistema di
posizionamento
automatico
pannello protettivo
casco con collimatori
lettino
Fig. 2: La “Gamma Knife” modello “C”
Schematica rappresentazione
canali
irradianti
raggi
cobalto 60
scudo di protezione
ambientale
elmetto
nella posizione di
trattamento
1 - Posizionamento del casco stereotassico
Di primo mattino il paziente, digiuno dalla notte, viene accompagnato alla palazzina bunkerizzata della Gamma Unit. Vengono dapprima praticate quattro iniezioni di anestetico locale nei quattro
punti di appoggio del casco, due frontali e due sulla nuca. Ottenuta
una adeguata anestesia cutanea, si fissa al capo del paziente mediante quattro sottili viti a spillo ancorate nei punti anestetizzati, la
cosiddetta base del casco stereotassico, cioè una sorta di rettangolo di alluminio leggero che servirà a sostenere e pilotare la testa
durante tutta la procedura (fig. 3).
2 - Localizzazione neuroradiologica
Il paziente viene quindi accompagnato in Neuroradiologia, dove
sulla base del casco vengono applicati particolari box di plexiglass
detti localizzatori, che possono essere di vario tipo a seconda dell'esame neuroradiologico da praticare (TAC, RM, angiografia). Sul
localizzatore sono inseriti peculiari segnali metallici, liquidi o solidi,
che il software dell'apparecchio neuroradiologico sa riconoscere e
mappare nello spazio formando così un "reticolo spaziale" di riferimento attorno al capo del paziente dal bersaglio endocranico da
colpire (fig. 4). Proprio l'identificazione di questo "reticolo" consente al computer di tracciare le coordinate cartesiane (3 assi x, y
e z) che definiscono la posizione spaziale del bersaglio in esame. Al
termine dello studio neuroradiologico il paziente torna temporaneamente in reparto per un momento di riposo.
3 - Fase radiodosimetrica
E' la fase di stesura del "piano di cura". Le immagini radiologiche
(TAC, RM, angiografia) vengono acquisite via rete dalla stazione di
lavoro della sala radiodosimetrica. Utilizzando un software dedicato, detto "Gamma Plan" l'équipe (neurochirurgo, fisico, radioterapista neuroradiologo) disegna i contorni della lesione da trattare nei
vari piani dello spazio e provvede alla ricostruzione tridimensionale sia del bersaglio che delle strutture nervose confinanti. Viene
quindi determinato il modello di irradiazione più idoneo a colpire il
bersaglio stesso, risparmiando le zone limitrofe. In altre parole, utilizzando un numero variabile di "fuochi" su vari punti all'interno del
bersaglio, tramite collimatori di diverso diametro, si costruisce un
volume di irradiazione che rivesta il più perfettamente possibile il
target designato (fig. 5). Quando il programma elaborato è ritenuto
valido da tutti i componenti dello staff, il paziente viene accompagnato in sala di Gamma Knife per il trattamento vero e proprio.
4 - Trattamento radiochirurgico con Gamma Knife
La fase di irradiazione per sé può durare da una mezz'ora ad un
paio d'ore a seconda della complessità del caso e dell’età del cobalto e non comporta dolore né fastidio. Il paziente viene sdraiato sul
lettino scorrevole della macchina e il casco stereotassico applicato
sul suo capo viene fissato ai supporti dell'apposito robot che guiderà la testa nelle posizioni volute (fig. 6). Si procede dapprima ad
una simulazione del trattamento per assicurarsi che con i vari
movimenti non insorgano problemi. Garantita la correttezza della
procedura l'équipe lascia la sala e dalla consolle operativa adiacente dà il via al trattamento comandando l'apertura del gantry della
Gamma Knife e l'ingresso del lettino scorrevole nella macchina. Per
ognuno dei fuochi previsti il robot provvederà a spostare la testa
del paziente nella posizione più idonea. Il tutto viene monitorato
con microfoni e telecamere (fig. 7): il paziente è in continua comunicazione con gli operatori che, per qualsiasi importante problema,
sono in grado di interrompere istantaneamente la procedura. Finita
la fase di irradiazione il lettino fuoriesce e si chiude il gantry. Il
malato viene condotto in saletta di premedicazione e gli viene
tolto il casco. Il giorno seguente verrà dimesso e potrà tornare alle
abituali occupazioni. L'effetto radiobiologico del trattamento non è
mai immediato. La sua valutazione può richiedere da alcune settimane fino a 1-2 anni in base al dosaggio adottato e al tipo di bersaglio colpito. I controlli ambulatoriali, clinico-radiologici, sono
quindi programmati specificatamente.
4a - Trattamento radiochirurgico con “Perfexion”
Si tratta della più recente ed avanzata macchina per radiochirurgia
stereotassica proposta sul mercato mondiale nel Maggio 2006,
dalla “Elekta” di Stoccolma che ne detiene il brevetto. Ne sono
stati installati finora una trentina di esemplari, il primo a Marsiglia,
quindi altri in Europa, negli Stati Uniti ed in Giappone, ed infine tre
in Italia (Milano San Raffaele, Milano-Niguarda, Villa Cecilia di Lugo
di Romagna). Essa rappresenta la nuova generazione “Gamma
Knife”, e - grazie ad alcune sostanziali modifiche tecniche, consente prestazioni molto più avanzate.
Fig. 6: Trattamento radiochirurgico con “Gamma Knife”
modello CLO “APS” sta per disporre la testa del
paziente nella posizione di fuoco
Principali modifiche e conseguenti vantaggi
Fig. 3: Base del casco stereotassico, già fissata al cranio del
manichino (4 iniezioni di anestetico locale, una in ogni
punto di appoggio del casco )
Segnali del
localizzatore angiografico
AGF (c)
RM (a)
Segnali del
localizzatore RM
TAC (b)
Segnali del
localizzatore TAC
Fig. 4: Immagini di stereo - RM (a), TAC (b) ed angiografia (c)
stereo - TAC (b) e stereo - angiografia (C)
Fig. 5: Radiosimetria con “Gamma Plan”. Notare (in basso a
destra) il quasi perfetto “Fitting” tra il volume del
neurinoma (rosso) ed il volume irradiato (giallo).
A. Hardware
1. Sono stati aboliti i quattro elementi collimatori, sostituiti da un
unico, più grande abitacolo, modellato a tronco di cono,
che alloggia quindi testa e collo del malato, lasciando molto più spazio attorno al paziente. (Fig. 8)
Vantaggi:
- E’ possibile ora trattare anche tumori molto periferici del
basicranio e del massiccio facciale, e piccole neoplasie dei
primi due segmenti cervicali. (Fig. 9)
- E’ molto ridotta la claustrofobia.
2. Invece dei sistemi “fissi” di collimazione posti sui 4 elementi, ora
sull’unico conoide si alternano i vari tipi di collimatori a “pelle di
leopardo”, inserendosi in qualsiasi punto delle filiere radianti. La
mappa di attivazione dei vari collimatori è comandata dalla consolle del computer, non più sostituendo manualmente gli elementi od
i collimatori stessi.
Vantaggi:
- La radiodosimetria diventa enormemente più precisa perché
più “plastica” e flessibile sui contorni del tumore bersaglio, con i
collimatori “guidati” dal computer, non più dall’operatore. (Fig. 10)
- I tempi di trattamento si accorciano, il numero di pazienti trattabili aumenta: una considerazione importante per le patologie con
lunga lista di attesa.
3. Il precedente sistema robotico “APS” governava i movimenti della
testa del malato, spostandola via via nelle varie posizioni di sparo
previste dal piano di cura. Il corpo restava sostanzialmente fermo
sul lettino della macchina. Ora il robot è applicato al lettino e
muove testa e corpo del paziente in condizioni stereotassiche.
Vantaggi:
- Aumentata precisione (la massa corporea prevale decisamente su
quella cefalica e si riduce quindi l’errore di inerzia da “trascinamento” del peso).
- Maggiore confort per il malato.
B. Software
E’ stato rivoluzionato il sistema di calcolo del volume bersaglio, e
così quello della radiosimetria, con algoritmi basati non più solamente su modelli diretti nei quali l’operatore identificava visivamente e rappresentava graficamente sullo schermo il bersaglio da
colpire e quindi “ordinava” al computer dove e quanti “fuochi” posizionare per “avvolgere” il bersaglio stesso.
Ora il compuiter può riconoscere densitometricamente il bersaglio,
e con un “inverse model” può indicare come colpirlo (dove e quanti “fuochi” programmare), salvo modifiche dell’operatore stesso.
Vantaggi:
- Viene praticamente abolito il margine di errore legato alla soggettività di interpretazione del dato radiologico o delle referenti
radiobiologiche, ora fornite dal database del computer, prima legate esclusivamente alla esperienza e preparazione dell’equipe.
Fig. 7: Monitoraggio del malato durante la procedura
radiochirurgica
Fig. 8: Il nuovo collimatore unico della “Perfexion” (a destra)
Si noti l’abitacolo più spazioso rispetto ai
precedenti “elmetti” della Gamma Knife (a sinistra).
Fig. 9: Lo schema illustra le maggiori possibilità della
“Perfexion” (dx)di colpire anche tumori periferici, nel
basicranio o nel massiccio facciale, rispetto alla
Gamma Knife (sx).
Fig. 10: Piano di trattamento con “Perfexion”
Radio-dosimetria modellata dinamicamente
dal computer.