Le basi della BRT

LE BASI DELLA BRACHITERAPIA
Alessandro Colombo, Cristina Frigerio,
Simona Sacco, Giulia Sangalli,
Fausto Declich,
SC Radioterapia
SS Fisica Sanitaria
A.O. Ospedale di Lecco
definizione
• metodica di radioterapia che consiste
nell’introduzione di sorgenti radioattive nel
contesto del bersaglio neoplastico (BT
interstiziale), a contatto con questo (BT di
superficie) o nell’organo cavo affetto da
neoplasia (endocavitaria e endoluminale)
indicazioni
• neoplasia
– accessibile
– di dimensioni contenute
– margini ben definibili
– tendenza alla crescita locale
• trattamento curativo (adiuvante,
neo-adiuvante, palliativo)
applicazioni
testa e collo
encefalo
mammella
trachea, bronchi, polmone
gastroenterico
(esofago, retto, canale anale)
ginecologia
prostata
tessuti molli (sarcomi)
cute
origini
•
•
•
•
•
•
1886 Becquerel: radioattività naturale (uranio)
1898 Marie Sklodowska e Pierre Curie: radium
1901 Danlos e Blok: trattamento di una neoplasia cutanea (Parigi)
1903 Doderlein: trattamento di cancro uterino inoperabile (Tubingen).
1905 Abbe: curieterapia interstiziale per cancro cervicale (New York),
1905 primi applicatori ginecologici (Frike Christie Hospital di Manchester).
evoluzione della metodica
• inserimento diretto dei preparati radiferi (“stai
lontano e fai presto”)
• after loading manuale con posizionamento
dei preparati più accurato (anni 60)
• remote after loading: nessuna esposizione
per gli operatori (anni 70)
• progressivo abbandono della metodica LDR
verso quella HDR
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
evoluzione
anni
tecnica
applicatori
isotopi
1900
P-L
tubi, ovoidi, aghi
226Ra
’40
P-L
applicatori
226Ra
’60
A-L manuale
Henschke
Fletcher-Suit
226Ra,60
Co
’60
remote A-L
Fletcher-Suit, altri,
LDR
137Cs
’70
remote A-L
HDR
192Ir,
60Co
’90
remote A-L
PDR
192Ir
Courtesy CA Perez, mod.
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
evoluzione
anni
unità
1909
milligrammi-ora (mg/h)
massa/tempo
1910
curie, millicurie (Ci, mCi)
attività
1914
millicurie-distrutti (mCid)
attività/tempo
1934
sistema di Manchester (Rx)
esposizione/punti,
(convenzionali)
1985
ICRU report 38
dose/punti, volumi
(convenzionali)
‘90
IGBT: US, CT, MRi
volumi (immagini)
ottimizzazione
2000
IGBT: PET, CT-PET
volumi (immagini +
metabolismo)
Courtesy CA Perez, mod.
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
sistema di Manchester, 1934
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
sistema di Manchester, 1934
90%
100%
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
ICRU report # 38, punti di riferimento
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
ICRU report # 38, volumi
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
planning 2D radiografie ortogonali
PW
•
pB •
pA •
• pA
• Ricru
• Vicru
PW
•
• pB
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
planning 2D radiografie ortogonali
• Vicru
• PW
• ppA, ppB
• Ricru
pianificazione 3D IGBT TC
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
planning 3D guidato dalle immagini
BRACHITERAPIA DEL CARCINOMA CERVICALE
planning 3D guidato dalle immagini
pianificazione 3D IGBT RM - PET TC
Haie-Meder C, et al. R&O 74:235–245, 2005
BT adattiva
BT vs RTE ad alto gradiente
Contro
Pro
•
•
∀
∀
∀
∀
∀
∀
no problemi di set-up
no movimenti degli organi e del
paziente
↑ dose bersaglio
ottimiz↓ dose agli OAR zazione
↓ ↓ tempo di trattamento
↑ effetto biologico
↓ dose integrale
↓ costi
}
•
•
•
•
accessibilità anatomica
terapia invasiva
anestesia
apprendimento - massa critica
RTE - setup: immobilizzazione
BT - setup: ancoraggio cateteri
RTE: movimenti d’organo
Van der Wielen GJ, et al IJROBP 72:1604-1611, 2008
RTE: movimenti d’organo
RT evoluta: IGRT
IGRT: markers fiduciali
Mutanga TF et al IJROBP 71:1074-83, 2008
IGRT: CBCT
in caso di incongruenza: ripianificare? spostare il paziente? tempi?
IGRT: tomotherapy
fusione di immagini automatica
TC planning
TC di verifica
correzione set up automatica
trattamento IMRT elicoidale
BT: verifica cateteri
1a
4a4a
3 verifiche rx grafiche (tempo 10’ l’una)
contornamento
RTE: PTV = CTV + exp
BT: PTV = CTV
pianificazione TC 3D IGBT
tempo medio di pianificazione con inverse planning: 15’
BT HDR: ottimizzazione
dose piano ottimizato
OAR dose
OAR dose
dose piano standard
target dose
target dose
BT vs RTE: dose al bersaglio
120%
110%
105%
100%
95%
90%
60%
40%
RTE
BT
BT vs RTE: dose al bersaglio
PTV
URETRA
VESCICA
RETTO
PTV
VESCICA
RETTO
BT HDR: radiobiologia
• con l’HDR si possono raggiungere dosi al
tumore biologicamente molto efficaci.
• il vantaggio sarebbe amplificato se si
confermasse, che il carcinoma prostatico
possiede un basso rapporto α/β (circa 1.5 Gy
vs 10 Gy circa della maggior parte delle
neoplasie.
King CR Brachyther 1:219-26 2002
Fowler JF Acta Oncol. 44:265, 2005
BT HDR vs IMRT: radiobiologia
For nine prostate patients, both seven-field IMRT and HDR boosts were
planned. The linear-quadratic model was used to compute biologically
equivalent dose prescriptions.
The cIMRT plan was evaluated as a static plan and with simulated random
and setup errors. The authors conclude that HDR delivery produces a
therapeutic ratio which is significantly better than the conventional IMRT
and comparable to or better than the igIMRT delivery.
Med. Phys. 36, 9: 3995; 2009
dose integrale BT vs RTE
120%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
dose integrale BT vs protoni
CFBRT
”Spot”
”Spot”
Relative Depth Dose
CFERT
1.5
1.4
1.3
1.2
1.1
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
159 MeV Protons
192
Ir (400 keV)
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
Depth in Water (cm)
BT vs RTE: secondi tumori
RT sulla prostata
• rischio medio di II tumori 0.6%
• II tumore del retto:
– BT LDR
0.0002%
– BT HDR
0.000083%
– RTE (3D-CRT 5 campi) 0.2%
1:1000 con LDR - 1:2500 con HDR
Takam R , et al. Phys Med Biol. 54:611, 2009
costo acquisizione
>25 M€
4 M€
4 M€
Cyberknife
Tomotherapy
1.7 M€
1.2 M€
0.25 M€
HDR
3DCRT
IMRT-IGRT
Protoni
BT vs RTE vs RP: bDFS
rischio basso
rischio intermedio-alto
Kupelian PA et al. IJROBP 2004 58:25
risultati BT vs RT
indicazioni
BT-HDR
monoterapia
(BT)
terapia combinata
(RTE + BT)
basso rischio
• PSA < 10 e
• GPS ≤ 6 e
• Stadio ≤ T2b
rischio intermedio
• PSA 10 ÷ 20 e
• GPS = 7 (3+4) e
• Stadio = T2c
rischio alto
• PSA > 20 o
• GPS ≥ 7 (4+3) o
• Stadio ≥ T3a
schema trattamento
monoterapia
combinata
sett.
1
2
3
4
5
6
risultati (FU minimo 12 mesi)
n°
FU
mediano
OS%
bDFS%*
HDR
108
32
(12-65)
98.2
97.3
RTT+HDR
49
47
(12-68)
97.5
95.1
*RTOG-ASTRO Phoenix CC criteria
funzione erettile (monoterapia)
Pz valutabili (IIEF-5 > 10/25):
FU min mesi
57/73
12
n.
%
OT-NA
impotenza
11
20
80%
corretta dai farmaci
11
19
58%
preservata
35
61
38%
80
tossicità GU acuta
Tossicità GU acuta
80
70
68
59
60
49
50
Incidence [%]
HDR BRT, Palmieri et al. RO
2009
IMRT, Cahlon et al. IJROBP
2008
IMRT, Wong et al. Cancer
2009
LDR seeds BRT, Wong et al.
Cancer 2009
3DCRT, Wong et al. Cancer
2009
39
40
30
21
22
22
22
20
14
10
7
6
3
3
1
0,6
0
1
2
Grade of toxicity
3
tossicità GI acuta
tossicità GU tardiva
Tossicità GU tardiva
50
HDR BRT, Palmieri et al. RO
2009
IMRT, Cahlon et al. IJROBP
2008
IMRT, Wong et al. Cancer
2009
LDR seeds BRT, Wong et al.
Cancer 2009
3DCRT, Wong et al. Cancer
2009
45
45
40
35
33
Incidence [%]
30
27
25
22
20
18
16
16
14
15
13
13
9
10
5
5
2
3
0
1
2
Grade of toxicity
3
5
tossicità GI tardiva
Tossicità GI tardiva
30
HDR BRT, Palmieri et al. RO
2009
IMRT, Cahlon et al. IJROBP
2008
IMRT, W ong et al. Cancer
2009
LDR seeds BRT, W ong et al.
Cancer 2009
3DCRT, W ong et al. Cancer
2009
26
25
23
Incidence
20
15
15
15
14
13
12
10
5
4
3
2
2
0
0
1
2
Grade of toxicity
0,4
1
3
1
tossicità GU cronica
DISURIA
FREQUENZA/URGENZA
2 - 6 m 6 - 12 m >12 m
2 - 6 m 6 - 12 m >12 m
G1
0
1
2
G1
3
3
2
G2
2
0
0
G2
1
0
1
G3
0
2
1
BT HDR vs LDR
Pro
• ottimizzazione della dose
• maggiore copertura del
∀
•
•
•
•
∀
•
bersaglio (T3a,b)
↓ morbilità
radiazioni γ ↑ E (↓ n. aghi)
volume 60 cc
no migrazione
no problemi protezionistici
↓ costi
effetto biologico (<α/β)
Contro
• trattamento da 1 a 3 gg
• posizione obbligata
terapia radicale negli USA
Trattamento
1995 (%)
2000 (%)
Prostatectomia radicale
6.210 (54.4)
6.704 (44.3)
RT esterna
4.281 (37.5)
4.694 (31.0)
Brachiterapia
269 (2.6)
1.897 (12.5)
Brachiterapia + RT
256 (2.2)
1.483 (9.8)
Prostatectomia + RT
368 (3.2)
365 (2.4)
Total
11.411 (100)
22.3%
15.143 (100)
Copeland LA et al, Cancer, 104:1372, 2005
BT HDR: conclusioni (1)
• è la metodica di radioterapia più conformata
(dove applicabile)
• è alternativa alla PR e alla RTE evoluta nelle
neoplasie a basso rischio
• come boost alla RTE consente di erogare dosi
molto elevate alla prostata nelle neoplasie a
rischio intermedio ed elevato
• presenta vantaggi radiobiologici, economici e
protezionistici rispetto alla BT LDR
BT HDR: conclusioni (2)
• deve essere praticata in centri di
riferimento dove si raggiunge una
“massa critica”
• comporta una stretta collaborazione
con i fisici sanitari e risorse
tecnologiche adeguate (peraltro di
basso costo)
• richiede un percorso di apprendimento
culturale e pratico impegnativo
Gigi Palmieri
21 giugno 1968
2 agosto 2009