Giuseppe Malinverni Direttore S.C. di RADIOTERAPIA Osp

L’impatto sulle pratiche
lavorative del TSRM dalla
Radioterapia convenzionale
alle modenre recniche radianti
con fotoni e particelle cariche
A.O “ORDINE MAURIZIANO”
Giuseppe Malinverni
L’evoluzione tecnologica
e la qualità in Radioterapia:
ricadute sulla formazione
del TSRM
Direttore S.C. di RADIOTERAPIA
Osp. Mauriziano “Umberto I°” TORINO
23, 24 settembre 2010
Ala di Trento
RADIOTERAPIA CONVENZIONALE - 2D
La Radioterapia convenzionale è una forma
di radioterapia basata su immagini 2D.
Apparecchio
centrale del
processo è il
simulatore
tradizionale
1
RADIOTERAPIA
CONVENZIONALE
Basata su riferimenti
anatomici e
radiologici del collo
Schermi di blocchi standard utilizzati in RT 2D
2
Schermi e blocchi standard “disegnati” su lastre
Schermi e blocchi prodotti manualmente
RADIOTERAPIA CONVENZIONALE
Il calcolo della dose da erogare era fatto in vari modi che
in genere prescindono dall’impiego della TC
- calcolo della dose in punti
- dose a metà diametro
- profilo corporeo manuale
3
Telecobaltoterapia TCT - Theratron 780
Evoluzione della Radioterapia
•
•
•
•
Le nuove tecniche
I frazionamenti
L’associazione radiochemioterapica
Le nuove apparecchiature
–
–
–
–
TC Simulatore (imaging)
Nuovi TPS
Acceleratori moderni (IMRT e IGRT)
Nuove Macchine
–
–
–
–
CyberKnife
Tomoterapia
Rapidarc-VMAT
Partcelle pesanti (Ioni – Protoni)
4
Perché in Radioterapia è necessaria la
Radioterapia Conformazionale?
• Troppi pazienti (70%) muoiono ancora per
mancato controllo locoregionale
(30%-40%)
(American Cancer Society, 1997)
•
E’ quindi necessario l’incremento del controllo
loco-regionale di malattia, che si ottiene mediante
l’aumento delle dosi di RT (H&N, Fletcher, 1980;
Polmone, RTOG, 1993, Prostata, Fucks, 1999)
Vecchia Radioterapia Basata
su reperi ossei
Da dimenticare
5
IJROBP 1999
PTV
Uso dell’imaging x ottimizzazione della RT
Ginecologia: planning 2D
„ 30% omissione geografica (“tecnica box”)
Kim, IJROBP, 31, 1995
„ 10% omissione geografica LL e Craniale
APendlebury
margini
inadeguati
IJROBP 1993 – Zunino IJROBP 1992
„
32 % sottodosaggio regionale
corrisponde
un mancato
Russell IJROBP, 23, 1992
„ 49% inadeguata
copertura
del fondo uterino
controllo
locale
Zunino IJROBP, 23, 1992
„ 45% sottodosaggio LN iliaci esterni
Bonin IJROBP, 34, 1996
6
Ottimizzazione Imaging: TC
DOSE IN RADIOTERAPIA:
requisiti “ideali”
AL TUMORE:
• la più elevata possibile
AI TESSUTI SANI:
• la più bassa possibile
• la più omogenea
possibile
per ottimizzare le
possibilità di controllo
per minimizzare la quota
di danno grave
7
Perché in Radioterapia è necessaria la
Radioterapia Conformazionale?
L’aumento della dose di radioterapia, deve avvenire in
condizioni di sicurezza e si può ottenere solo risolvendo in
modo chiaro alcuni problemi tecnici fino allora insoluti:
– l’omogeneità di dose all’interno del PTV (ICRU 62)
– l’aumento della dose al PTV, in genere del 20-25%
rispetto a quanto si eroga in radioterapia tradizionale
– la diminuzione della dose agli organi a rischio
OBIETTIVI DELLA MODERNA
RADIOTERAPIA
Aumento
omogeneità
della dose
Diminuzione
dose agli organi
critici
Possibilità di
“Dose escalation”
8
RADIOTERAPIA
CONFORMAZIONALE - 3DCRT
Tipo di radioterapia tale che l’isodose
del 95% racchiuda,
col minore margine possibile,
il planning target volume (PTV),
qualunque forma esso abbia.
Stato dell’arte per la disomogeneità di dose:
+7% ÷-5%
Definizioni: Volumi di trattamento
ICRU 50, 1993 e ICRU 62, 1999
• GTV
• CTV
• ITV
• PTV
• Treated Volume
• Irradiated Volume
• OAR
• PRV
• ICRU Reference Point
9
3DCRT : CLINICAL IMPLEMENTATION
Perez et al Radiother Oncol 36, 1995
immobilization system
CT scanning
(patient/tumor anatomy)
Volumetric data
Virtual Simulation
GTV/OAR
Beam arrangement
DRR
Portal block/MLC
Plan documentation
3D dose calculation
evaluation/optimization
Final 3D Beam
arrangement
Marking of patient
Radiograph verification
LF/DPI
MU calculation
Treatment record/verify
On-line portal imaging
CRT e pratica clinica
CLINAC 2100C/D
Portal vision
MLC 80 lamelle
Cadplan fasci esterni
Helios IMRT
CLINAC 2300C/D
Portal vision
MLC 80 lamelle
Pinnacle fasci esterni
CLINAC 600 C
Portal vision
MLC 120 lamelle
Stereotassi
Plato stereotassi
Simulatore Odelft
Server
immagini
Server
dati
Rete VARiS
10
Il ruolo del TSRM
X X
• Corretta impostazione tecnica del
trattamento
• Controllo del set
-up
set-up
• Esecuzione del trattamento
PREPARAZIONE DI UN
TRATTAMENTO 3DCRT
• Immobilizzazione del Paziente con sistemi
opportuni:
– i sistemi di immobilizzazione aumentano la correttezza
della centratura all’isocentro (43% vs 20%)
– l’immobilizzazione riduce gli errori di set-up maggiori
(> 5mm), e migliora l’accuratezza del trattamento e
riduce le sequele
Soffen, Crook, Roach III, Hanks, Garcia, Rudat, Dunscombe, Bieri, Catton,
Nutting, Rattray e Mubata
11
Head & Neck
DEVICES
12
PREPARAZIONE DI UN
TRATTAMENTO 3DCRT
• Simulazione mediante Tomografia
Computerizzata (CT)
• in genere lo spessore degli strati varia tra i 3 ed
i 5 mm nel volume di interesse e tra i 5 ed i 10
mm nelle aree adiacenti
• il numero delle slices non deve essere inferiore
a quello protocollato per le singole sedi
(minimo 25 con una TC tradizionale)
Emami B: 3D conformal radiation therapy - part III : Clinical aspects.
40 ASTRO refresher courses, Phoenix, 1998
13
Prostata TC centratura
Intervallo
slices
5 mm
3 mm
5 mm
sistemi di posizionamento e contenzione del
paziente ed idoneo lettino TC
per garantire che il paziente assuma, al momento
dell’acquisizione TC, la stessa identica posizione prevista
per il trattamento al LINAC
14
Scanner TC dedicato al Servizio di Radioterapia
couchtops & overlays
H&N and Pelvis
devices
15
Nuove Tecnologie
TC Large Bore e
Simulazione
Virtuale
La Simulazione Virtuale è…
… una procedura che permette di ricostruire il paziente in
3D a partire dalle immagini dello studio TC e
contestualmente riproduce in maniera virtuale le
caratteristiche geometriche e meccaniche delle unità di
terapia, simulando i fasci di trattamento rispetto alle strutture
anatomiche del paziente virtuale.
Per
fare simulazione
virtuale servono…
Mauriziano
solution…
IRCC solution…
••uno
scanner TC con
rigido
LB lettino
•Toshiba
PET-CTAquilion
Philips Gemini
TF
••un
sistema
di laser mobili
Table
top SinMed
• Table top Medtec
••un
software
di simulazione
Laser
Positioning
DIACORvirtuale
• Laser Positioning Gammex
• CMS Focal Virtual Simulation Software
• Philips Pinnacle Virtual Simulation with AQsim &
Sintegra
16
Sistema di simulazione virtuale
Supporta e gestisce qualsiasi processo di
simulazione virtuale in tutte le fasi:
• acquisizione DICOM immagini paziente
• localizzazione isocentro di trattamento
• calcolo degli shifts richiesti ed invio automatico ai laser mobili
installati all’interno della sala TC
• Stampa shift per utilizzo successivo (es. controlli al simulatore
convenzionale e/o LINAC)
• Impostazione campi di trattamento
• Contouring
• Fusione immagini TC/TC, TC/RM, TC/PET (opzionale)
Sistema di simulazione
virtuale
sistema a laser mobili di centratura del paziente
3 laser mobili (soffitto e pareti)
2 piani mobili (X, Z)
1 piano fisso (Y)
Definire la distanza tra
Laser mobili e Laser TC
Nella nostra realtà i laser
Sono posizionati a 65 cm
17
Toshiba Aquilion Large Bore
Ospedale Mauriziano “Umberto I° Torino
CT System
•
90 cm bore
•
70 cm scan field
•
16 slices
•
175 cm scan range
Sofware di Simulazione Virtuale con
fluoroscopia virtuale ed elaborazione immagini
Virtual Fluoro
Elaborazioni 3D
18
Prostata TC centratura
La qualità della DRR prodotte dalle nuove TC è di
alta qualità ed è in rapporto al tipo di acquisizione
Acquisizione da 0.5 a 1 mm
Ricostruzione da 2 a 5 mm
Qualità DRR
Acquisizione a 1 mm
Ricostruzione a 3 mm
TC 16 strati in grado di effettuare
elaborazione di immagini ad uso diagnostico
3D Ric
Gating
19
Toshiba Aquilion Large Bore – Focal Sim
Sala Comandi
Necessità di spazi adeguati
Toshiba Aquilion Large Bore
Positioning
IPPS immobilization system
90 cm bore - up to 25° incline
90 cm bore - optimized positioning
70 cm Scan Field
25°
Range of accessories,
as used during therapy.
20
Breast devices
25°
Sistema di simulazione virtuale
PROCEDURA
Metodi di localizzazione
dell’isocentro di trattamento
Punti interesse
Fluoroscopia virtuale
Strutture anatomiche
21
PROCEDURA Sim Virtuale:
Punti di interesse
Mammella
Posizionamento ed
immobilizzazione del
paziente sul lettino dello
scanner TC nella
posizione di trattamento
con sist immobilizzazione
idoneo
65 cm
Allineamento con i Laser
esterni (65 cm)
Procedura – punto di interesse
Apposizione dei reperi radiopachi sulla cute del paziente
secondo l’allineamento nella posizione indicata dai laser
• viene fissato un
isocentro provvisorio
• tale slice deve essere
+
all’interno della regione
che verrà esaminata
alla prima TC ed è
chiamato TC 0
+
22
Procedura
Azzeramento della coordinata
longitudinale del lettino TC
nella posizione “TC 0”
- in questo modo, la successiva
ricerca della sezione trasversale
sarà individuata dallo shift
longitudinale riferito allo “0 TC”
(costante di 65 cm)
Procedura
Acquisizione del 1° studio TC
la regione da esaminare è scelta
mantenendo un certo margine
rispetto alla sezione “centrale”,
di riferimento (TC0/set-up
reference point), utilizzando un
FOV idoneo secondo protocolli
definiti per patologia e sede
anatomica:
(prostata, mammmella, polmone,)
23
Procedura
• Trasferimento via DICOM del I° studio TC nel
sistema CMS FocalSim
• creazione del record paziente
• ricerca della sezione trasversale “0 TC
Procedura
lo “0 TC set-up reference point ” viene fissato in corrispondenza
dei 3 markers radiopachi sulla sezione trasversale più prossima
alla coordinata longitudinale 65,00 cm
24
Procedura
Individuazione dell’isocentro definitivo di trattamento
esplorando in 2D e 3D l’anatomia del paziente, il medico definisce un
punto d’interesse sulla sezione trasversale ritenuta più opportuna
Procedura
Si individua l’isocentro definitivo di trattamento
Il software calcola le coordinate dell’isocentro
+
25
Procedura
Invio al laser mobili degli spostamenti (x e z)
i laser muovendosi
individuano sulla cute
del paziente la
posizione dell’isocentro
definitivo di
trattamento
Procedura
Spostamento cranio-caudale
Lo spostamento craniocaudale è fatto
manualmente muovendo
il lettino secondo le
informazioni ottenute
da Focal Sim
26
Procedura
La procedura continua con il posizionamento dei
reperi radiopachi e l’acquisizione del 2° studio TC
Questa TC2 è inviata a Focal
per il contouring definitivo
+
La ROI per lo scan è scelta
+
+
+
secondo protocolli definiti
(prostata, mammmella, polmone, H&N)
Procedura
Tatuaggi definitivi
Eseguito la TC2 si fa
fuoriuscire la paziente,
si effettua il Tatuaggio
+
definitivo
dell’isocentro di
trattamento e si
+
+
+
congeda la paziente
27
External Lasers
CT Gantry
Patient slice
Patient Slice
Target
CT Gantry
Reference
Courtesy of Philips – ADAC – TA (Tecnologie Avanzate)
On-line vs Off-line
(giuseppe)
On-line:
Off-line:
• unico accesso del paziente in
TC
• tempo breve di permanenza del
paziente sul lettino in posizione di
trattamento
• il paziente viene tatuato una
volta sola
• medico non necessario in TC
• tempo lungo di permanenza del
paziente sul lettino in posizione di
trattamento
• doppio accesso del paziente in TC
• medico presente in TC
• il paziente viene tatuato due volte
(a meno di segni su sistemi di
immobilizzazione)
28
TC Large
Bore
Risoluzione delle
problematiche di
immobilizzazione
TC Large Bore
90 cm
29
FOV 70 cm
TC Large Bore
90 cm
30
FOV 70 cm
FOV 50 cm
Contorno insufficiente
sia Anter che Post
Grosso Laparocele
31
Paziente posizionato prono
Bellyboard
Completa ricostruzione
profilo corporeo
Dislocazione delle anse
Definizione Volumi
Oltre la TC
Cosa è necessario?
Metodiche di Imaging diagnostico
per la Definizione dei volumi
32
Definizione del CTV
quale disegno ?
Digital reconstructed radiograph (DRR) levels I–
VI. CTV, clinical target volume
Atlanti TC
Delineazione dei livelli dei Linfonodi latero-cervicali
Gregoire and Levendag 2003
33
Atlanti - TC
Delineazione dei livelli dei Linfonodi - Torace
CONTOURING
Confronto e
discussione
34
Definizione Volumi
Oltre la TC
Cosa è necessario?
Metodiche di Imaging diagnostico
per la Definizione dei volumi
Superior sulcus tumor
Rx Standard
Bruzzi J F et al. Radiographics 2008;28:551-560
©2008 by Radiological Society of North America
35
Superior sulcus tumor TC
Bruzzi J F et al. Radiographics 2008;28:551-560
Superior sulcus tumor RM
56-year-old man with sensory loss in the region of the left
ulnar nerve distribution and with hoarseness
Bruzzi J F et al. Radiographics 2008;28:551-560
36
Nuove Tecnologie
Per la definizione dei volumi
Image
Fusion
Utilizzo della RM nella definizione dei volumi
Vantaggi a livello del SNC
37
TC
?
RM
Fusione TC/RM
Lesione temporoparietale destra
Utilizzo della RM nella definizione dei volumi
VANTAGGI A LIVELLO DELLA PELVI
?
Khoo, Br J Radiol 79 S2-S15; 2006
38
Nuove Tecnologie
PET/CT
Virtual Simulation
Sistema di simulazione virtuale
nella sala della CT-PET
Piano in fibra di carbonio
3 Laser Mobili
39
Virtual Simulation PET/CT
Esecuzione di CT-PET Diagnostica
Esecuzione di
un esame CT e
quindi di una
PET/CT
nell’area di
interesse
RISOLUZIONE di ATELETTASIA
CONTOURING - FUSIONE
CONTOURING
PRE RT
REPLANNING
DURANTE
LA RT
40
Controllo PET/CT pre- durante e post RT
L’evoluzione delle procedure
Riduzione dei tempi
Durata Proce dura
100
Procedura A
90
Procedura B
80
70 ± 8
tempo (minuti)
70
Procedura C
60
44 ± 8
50
40
29 ± 5
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
# paziente
41
3D Conformal RT
Cosa è necessario
Lesion
Radiation Critical Organs
Moderni Acceleratori Lineari
42
Clinac Varian 2100 C/D 120 lamelle
Campo sagomato
Lamella
Mauriziano Hospital / IRCC Candiolo -Torino - ITALY
VISTA FRONTALE DELLE LAMELLE
Lamelle
0.5 cm
43
Dynamic MLC treatments
With this technique, the beam pauses while the MLC moves from one shape to
the next. A typical DMLC field requires 30-60 sec. of beam ON time.
(Click the mouse to simulate a DMLC treatment.)
R&V nel quotidiano:
Verifica del trattamento
mediante CR
44
R&V nel quotidiano:Verifica del trattamento
Sistema di acquisizione
del campo di trattamento
Immagine visualizzata in
tempo reale su monitor
R&V nel quotidiano:Verifica del trattamento
Immagine del MLC
del campo di
trattamento
Alle consolle, l’immagine EPID è
verificata in tempo reale paragonandola
con le immagini di riferimento
45
R&V nel quotidiano:Verifica del trattamento
R&V nel quotidiano:Verifica del trattamento
46
Nuove Tecnologie
Radioterapia
d’organo in Radioterapia
“4D
” - “tempo”
IGRT
Concetto
Il problema del movimento
4D: navigazione nel tempo
navigazione nel movimento
governo del movimento
Interfrazione
Intrafrazione
47
Ottimizzazione del trattamento - IGRT
• Riempimento organi cavi
ORGAN MOTION
- Stomaco - Vescica - retto
• Movimenti involontari
- Cuore – Polmoni - Intestino
Variazione di volume della massa tumorale
48
Inter-fraction
7 July 03
21 July 03
Organ Motion
14 July 03
5 Aug 03
Median dose to achieve a 50%
REPLANNING
a 30 Gy
tumor size reduction 30.8 Gy
Median
timetarget
to achieve
a 50%
For
better
coverage
tumor size reduction 21 days
and
Critical organ sparing
IJROBP 2004
49
Governo del movimento Interfrazione
TC 16 strati
molto veloce
TC 0
4 -Dimensional TC
TC 1 – 2 – 3 - 4 - 5
TC 20 Gy
TC 30 Gy
TC 40 Gy
R
E
P
L
A
N
N
I
N
G
1. Introduzione della variabile tempo
2. Eccellente definizione d’organo (Target/
OAR)
3. Margini paziente-specifici
50
PTV gg. 0…….5
PTV 0 = CTV + 2 cm
CTV somma di CTV gg. 0…….5
PTV somma con Margini ridotti
1.5 cm e 1 cm craniale
Controlli TC a 20-30-40 Gy
PTV 0
CTV sempre compresi nel
PTV ridotto
PTV 0 = CTV + 2 cm
TC/TC Fusion
CTV TC 20-30-40 Gy
Controllo del movimento: “tracking” ottico
Metodo
perdelle
determinare
in “tempo
reale” la
Sulla
base
informazioni
ricevute
dal
posizione di
di un
oggettoèrintracciando
la posizionele
sistema
tracking
possibile governare
di markers sia
utilizzando
un sistema
telecamere
chediintrafrazione
variazioni
interfrazione
51
Movimenti inter-intrafrazione: Vision RT
Sistema a sensori telemetrici che
consente di effettuare controlli di
riposizionamento pretrattamento
ed analisi del gating respiratorio
in tempo reale
• Due dispositivi telemetrici
posizionati a 45° rispetto
al lettino di trattamento.
• Sensori ad alta sensibilità
• Proiettore ad alta
luminosità che consente
una mappatura da 10.000
punti
Tecnologie IGRT per il
controllo del
movimento d’organo
‰ Metodi IGRT planari
‰ Metodi IGRT volumetrici
¾ EPID
¾ Fluoroscopia
¾ Cyberknife
¾ TC diagnostica nel bunker
¾ TC “on rails”
¾ CBCT
¾ Tomoterapia
‰ Metodi IGRT non radiografici
¾ US
52
Errore inter-frazione
Metodiche:
• Ultrasuoni
• CB-CT/Tomo
• Fiducials
Sistemi non radiografici
‰ US: localizzazione del target in RT
¾ Semplice
¾ Rapido (?)
¾ non invasiva
¾ Real time imaging
¾ Relativamente facile (?)
¾ applicazione in t. pelvici e mammella
‰ Svantaggi
¾ operatore-dipendente
¾ Confronto CT-US non facile per
immagine diversa
¾ bassa qualità immagini
¾ pressione ecografo
¾ Calibrazione con l’isocentro alla
macchina
¾ QA phantom dedicato
53
Errore inter-frazione
Metodiche:
• Ultrasuoni
• CB-CT/Tomo
• Fiducials
Fiducials - Svantaggi
¾ Invasività
- Accettabile per gli organi addominali e
pelvici (fegato, prostata)
- Rischio di pneumotorace nel polmone
¾ Dislocazione dei fiducials: impianti in
broncoscopia - prostata
¾ Dose aggiunta (tracking fluoroscopico-DPI)
54
Calypso 4D Localization System
1.Beacon electomagnetic
Transponders
(no fili di alimentazione)
2. Console 4D
3. Array elettromagnetico 4D
4. Stazione tracking 4D
5. Sistema ottico
Errore inter-frazione
Metodiche:
• Ultrasuoni
• CB-CT/Tomo
• Fiducials
55
Sistema con kV TAC
Gantry CT in
posizione remota
prima del
Trattamento
Gantry si muove durante
l’ Acquisizione
Piano in fibra di carbonio
Rotaie
Tecniche di IGRT - kV TAC
Efficace nel caso di trattamenti ipofrazionati con SBRT;
impiego estremamente costoso di una TAC per i trattamenti
convenzionali; bunker di dimensioni molto grandi
56
Tecniche di IGRT- kV CB CT (Cone Beam CT)
Non necessita di fiducials per individuare il target;
Consente un imaging volumetrico 3D;
Registrazione CT-CT;
Dose di superficie circa 5 cGy;
57
Radioterapia “4D”
Il problema del movimento d’organo intrafrazione
Tipico per artefatti da
movimento respiratorio
Radioterapia “4D”
Il problema del movimento respiratorio
58
Radioterapia “4D”
Il problema del movimento respiratorio
Radioterapia “4D”
Il problema del movimento respiratorio
59
Target
What is the problem?
Target
CTV
with 3D
Snapshot without knowledge
of position in relation to time
What is the problem?
Moving target
60
Target
ITV
Sum of full motion CTVs
plus margin
Add a large margin!
Target
ITV
Sum of full motion CTVs
plus margin
4D-CT
Motion analysis
Red. phaseCTVs
Reduce motion
Number of 2-3-4- phases
plus margin
61
Target
Red. phaseCTVs
Number of 2-3-4- phases
plus margin
Gated
treatment
And reduce margins
COME RIDURRE
GLI ARTEFATTI DA MOVIMENTO
¾ Deep inspiration breath hold
(es. Active Breath Control)
¾ Respiratory Gating
(possibile impiego della 4DCT)
62
Toshiba Large Bore with Varian RPM
Camera system
attached to
couch
4D “gated” TREATMENT
“Image acquired”
signal to RPM
system
X-ray on
First couch position
Second couch position
Third couch position
63
RT “four-D”
Dalla Radioterapia tradizionale
alla Conformazionale 3D
all’Intensità Modulata (IMRT)
IMRT
E’ necessario il cambio di mentalità da parte
della équipe di radioterapia in quanto la
tecnicca IMRT sovverte il modo di
predisporre il piano di cura
64
IMRT TPS con Inverse Planning
Forward Planning 3DCRT
Inverse Planning IMRT
Modern treatment techniques IMRT
IMRT = Quale obiettivo?
Riduzione dei margini
PTV - OAR
Riduzione Volume di
trattamento
Risparmio OAR
Dose escalation
65
IMRT
3D-Conformal RT
Parotid sparing
IMRT
3DCRT
3DCRT
Extended
field
66
↓ tossicità enterica
↓ dell’uso della richiesta di farmaci dal 75 % al
34 % nel gruppo trattato con IMRT (p= 0.001)
Roeske: IJROBP 49, 2000
- IJROBP 56, 2003
↓ Tossicità midollare
• ↓ midollo osseo irradiato (- 40%)
• ↑ tolleranza ematologica CT concomitante
IMRT is the most important
strategy in dose escalation and
critical organ sparing !!
Lujan.: IJROBP 57, 2003
Brixey IJROBP 52, 2002
67
Vantaggi “biologici” della IMRT
Simultaneous Accelerated Modulated
RadioTherapy (SMART)
Irradiare volumi differenti con
dose totale e dose/fraz differenti
all’interno degli stessi campi di
trattamento
aumentare la dose profilattica e
curativa
pelvi
Dmed:
pelvi 50 - 54 Gy,
loggia 62 - 66 Gy,
prostata > 78 Gy
loggia
SIB ipofrazionato
68
IMRT - SIB
Elevata complessità tecnica IMRT-SIB dinamica
sia in fase di implementazione/commissioning, che in fase di QA
su singolo paziente (time consuming!) ⇒ protocolli “standard”di QA
• vantaggi dosimetrici/clinici legati alla tecnica (dose OAR)
• vantaggi “radiobiologici” SMART-IMRT nella irradiazione simultanea di
volumi differenti con dosi differenti
• vantaggi nella durata complessiva del trattamento (meno sedute)
Problemi aperti
• scelta α/β
• Biological Target Volume
• incidenza di tumori
radioindotti in trattamenti
IMRT (basse dosi)
Progressi nelle tecniche di
trattamento Radioterapico
Nuove Tecnologie
IORT
69
IORT - Acceleratore dedicato
E’ un acceleratore di elettroni concepito
esclusivamente per eseguire la radioterapia
intraoperatoria e pertanto utilizzabile in una
qualsiasi sala operatoria.
Breast mobilisation
70
Thoracic wall protection
Collimator placement
71
Progressi nelle apparecchiature
“Dedicate”
Cyberknife
Tomoterapia
VMAT
Rapidarc
Cyberknife ® : Il bisturi cibernetico
TUBO
RADIOGENO
TUBO
RADIOGENO
LINAC
ROBOT
DETETTORE
Clinical rationale: Radiosurgery
72
CyberKnife® System:
Non isocentric treatment
For Radiosurgery
IGRT: Stereo kV Imaging
Richiede spesso fiducials per individuare il
volume bersaglio
Dose elevata al paziente per l’IGRT a causa della
grande distanza fra tubi a raggi X e rivelatori
Può assumere
130 diverse Abbinata talvolta con sistemi a raggi infrarossi
posizioni nello
spazio
1500 diverse
irradiazioni
90 %
73
08/2003
03/2005
12/2005
Massa endomidollare
Schwannoma
Dose 13 Gy 1/fr
74
The Conformality Continuum
1960s
1980s
Late 1990s
2000s
Future
TREND – Improving Precision
2D
3D Conformal
IMRT
Stereotactic
Treatment
IGRT
TOMOTHERAPY - RAPIDARC
High Technology
Ottimizzazione distribuzione dose
(ultraconformazione - modulazione) e delivery:
RAPIDARC
VMAT
LINAC
“EVOLUTI”
VOLUMETRIC MODULATED ARCS THERAPY
TOMOTHERAPY
CYBERKNIFE
MACCHINE DEDICATE
75
VOLUMETRIC MODULATED ARC THERAPY (VMAT)
Tecnica di IMRT ad arco volumetrica
76
TOMOTERAPIA ELICOIDALE (TE)
La Tomoterapia Elicoidale
(TE), realizzata nel 2000,
integra in un sistema
compatto, progettato ex
novo:
un linac tecnica elicoidale di
emissione del fascio, IMRT
con MLC di tipo binario,
IGRT con TAC a spirale
incorporata e calcolo della
distribuzione di dose con
“Inverse Planning”.
Cos’e’ la Tomoterapia ?
Trattamento IMRT dinanica ad arco
altamente conformazionale
“slice-by-slice”
per target piccoli e grandi, con
maggior rispetto e risparmio di
organi critici circostanti
Unità Tomoterapia Elicoidale
(Tomotherapy Hi Art) nel mondo: > 250
10 Italia
Milano, Aviano, Meldola, Reggio Emilia,
Modena, San Camillo Roma, IST GE, Aosta, Candiolo
77
Geometria sistema TOMO
• Apertura del Gantry 85 cm
• FOV 40 cm
• Velocità rotazione per
terapia tomo assiale 1 - 6
giri /min
• Geometria trattamento:
elicoidale
• Accuratezza isoc: 0,1 mm.
85 cm
• Distanza sorgente rivelatori:
85+50 cm
• Lettino in fibre di carbonio:
carico > 200 Kg
• Scudo opposto al fascio:
piombo di spessore 14 cm
Emissione del fascio ad alta modulazione
Livelli di intensità in un
fascio modulato
MLC Binario
Fasci modulati per
ciascuna rotazione
di 360 gradi
Un beamlet del fascio
Il processo continua
per tutte le
rotazioni…
78
Testa collo
3DCRT
IMRT
TOMO
Concessione del Servizio di Fisica IRCCS San Raffaele
Craniospinale
Linac Convenzionale
prono con giunzioni
Sistema Hi-ART
supino senza giunzioni
Esempio clinico:
concessione del
Willis-Knighton
Shreveport, LA
I.J. Radiation Oncology
Biology Physics
Volume 65,
Number 4, 2006
79
Total Marrow
Irradiation
Tomotherapy
IMRT TMI
City of Hope Medical Center Duarte, CA
Mesotelioma
E’
E’ sempre
sempre stato
stato molto
molto difficile
difficile
da
trattare
a
causa
da trattare a causa della
della
conformazione
conformazione della
della dose
dose aa
ferro
di
cavallo
che
si
ferro di cavallo che si può
può
ottenere
ottenere facilmente
facilmente con
con la
la
TomoTherapy
TomoTherapy
concessione di : Oncology Design - Southeast Regional Cancer Center, Tallahassee, FL
80
Tipo di trattamento – non isocentrico
La posizione
dell’isocentro non è
significativa per il
trattamento e si
possono trattare
diverse lesioni durante
la stessa seduta.
L’isocentro è posto
idealmente al centro del
paziente come in una
TAC diagnostica
Isocenter
Treatment
FOV
PTV3
PTV
PTV2
Capacità di trattare multilesioni nella stessa seduta
81
Tecnica “RAPIDARC”
Tecnica di IMRT ad arco volumetrica
82
Tecnica di IGRT e trattamento
83
Progressi in Radioterapia
È necessario un processo di cambiamento
1D
2D
3D
IMRT
ULTRA CONFORMAZIONE
OAR
CTV1
OAR
CTV2
OAR
84
Conclusioni
Ruolo “centrale” del TSRM :
• Centratura,
• Verifiche
•Trattamento,
• CdQ
• E’ necessario un periodo di formazione per
consentire al personale tecnico e medico
una maggior razionalizzazione di tutte le
fasi della pianificazione del trattamento
Conclusioni
• Esigenza di protocolli scritti per
evitare errori o “misunderstanding”
• Collaborazione fra diverse figure
equipe
85
ORGANIZZAZIONE DEL TEAM
Team multidisciplinare:
¾ Radiation Oncologists
¾ Radiation Therapists
(planners, dosimetrists e treatment therapists)
¾ Medical Physicists
¾ Radiation Oncology nurse
GOAL
Search for
individualized
therapy
86
Grazie per
l’attenzione
Tecnologie IGRT
87