IGRT STEREOTASSICA INTRA-CRANICA CON BRAINLAB EXAC- TRAC E CON SISTEMA INTEGRA- TO OBI: FEEDBACK DELL'EQUIPE DELL'U.O.C. DI RADIOTERAPIA DEL P.O ...

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IGRT STEREOTASSICA INTRA-
CRANICA CON BRAINLAB EXAC-
TRAC E CON SISTEMA INTEGRA-
TO OBI: FEEDBACK DELL’EQUIPE
DELL’U.O.C. DI RADIOTERAPIA DEL
P.O. PERRINO DI BRINDISI
    Dott. Cicalese Vincenzo1, Dott. Vinella Marcello2

                                                                                                                                  ORIGINAL RESEARCH | TECNICO SANITARIO
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        TSRM P.O. “Perrino”
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        CTSRM P.O. “Perrino”

    KEYWORDS: stereotassi intracranica, SRS, OBI, ExacTrac, radioterapia

  ABSTRACT
   The stereotactic intracranial Radiotherapy (SRS) Imaging-guided (IGRT) has increased its developments in few years
   because of the possibility to target lots of brain tumors also very small thanks to the new hardware tecnologies. SRS
   represents the main surgical alternative for patients with high risk complicances. This treatments requires a techno-
   logy ensuring a great accuracy during X-ray exposure on the target as planned. In Perrino’s Radiotherapy there are
   two linacs with two different tecnologies ensuring the patient’s set-up accuracy (less than 1 mm). The first one is the
   OBI system mounted on Linac Trilogy, the second one Brainlab ExacTrac on Linac Unique. The aim of this comuni-
   cation is to compare the two different system, to know which is the most appropriate ad finally to justify why a new
   tecnology such as Exactrac is installed on a less performing linac.

    INTRODUZIONE                                                agli organi bersaglio conservando la normale funziona-
È nozione universalmente accettata che la radiotera-            lità dei tessuti sani più radiosensibili.
pia dei tumori, più propriamente indicata come On-              La possibilità di individuare morfologicamente e bio-
cologia radioterapica, è andata aumentando di impor-            logicamente lesioni molto piccole ha richiesto anche di
tanza negli ultimi anni ed è diventata più efficiente e         poterle trattare mediante tecniche sofisticate di radio-
meglio conosciuta. I motivi di questa sostanziale ascesa        terapia. A tale scopo ha avuto sempre più larga diffu-
dell’Oncologia radioterapica, diventata ormai esigenza          sione, che è andata di pari passo con l’efficacia, della
primaria per la cura di quasi tutti i tumori, in collabora-     radioterapia stereotassica. Essa consiste nell’erogazio-
zione con la Chirurgia e con la Oncologia medica, sono          ne di dosi con significativo valore biologico in singola
di due ordini: uno di aggiornamento culturale e l’altro         o in poche frazioni concentrate ai margini della pato-
di sviluppo tecnologico e metodologico. L’avvento del-          logia tumorale. Appare dunque chiaro che l’immobi-
la TC e della RMN, con la loro abilità di individuare più       lizzazione del paziente risulta essere fondamentale al
chiaramente i dettagli della anatomia umana, ha avuto           fine di aver il miglior risultato possibile: la remissio-
una ricaduta fondamentale sulla radioterapia, ed insie-         ne completa dalla malattia. Un sistema di immobiliz-
me all’evoluzione dei presidi informatici ed alla tec-          zazione del cranio piuttosto cruento e primordiale di
nologia degli acceleratori lineari, costituisce il fonda-       radiochirurgia è stato il frame stereotassico: una sorta
mento della moderna radioterapia. Sulla base di questi          di caschetto radiopaco con viti di ancoraggio posizio-
progressi, attualmente è possibile somministrare dosi           nate direttamente sulla teca cranica del paziente al fine
terapeutiche di radiazioni con una precisione ed un’ac-         di generare in fase di centraggio coordinate spaziali
curatezza non attuabili in precedenza, raggiungendo             (x,y,z) e limitare al massimo le possibilità di movimen-
quello che è l’obiettivo primario della radioterapia, e         to. Ovviamente con questo tipo di presidio si aveva la
cioè di somministrare una dose tumoricida ad un volu-           certezza assoluta di centrare al meglio la lesione, ma il
me bersaglio (target) erogando contemporaneamente la            discomfort per il paziente era veramente molto elevato.
dose più bassa possibile ai tessuti sani circostanti. Più       Inoltre, vista l’impossibilità di togliere questo caschetto
recentemente, grazie all’avvento della PET è inoltre            tra una procedura e l’altra, si rendeva necessario fare
possibile rendere ancora più selettivo il trattamento ra-       tutto in una sola giornata ed in singola seduta, renden-
dioterapico individuando un volume bersaglio non solo           do il tutto molto veloce e senza possibilità di indivi-
morfologico, ma anche biologico. In pochi decenni si            duazione di eventuali errori stocastici. Con l’avvento
è passati infatti molto velocemente dalla radioterapia          dei nuovi presidi di immobilizzazione invece, quali
bidimensionale “2D” a quella tridimensionale o “3D”             maschere termoplastiche sempre più confortevoli ma
fino ad arrivare a procedure molto complesse come la            allo stesso tempo affidabili, si è riusciti a superare il
IMRT, IGRT e VMAT che richiedono un’integrazione                limite della dose singola in unica seduta e soprattutto si
tra potenti software e componenti hardware di ultima            è migliorato il comfort per il paziente. Con le tecniche
generazione al fine di erogare il massimo della dose            più moderne di IGRT infine si è perfezionato ancora

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    Figura 1 - Maschere termoplastiche SRS.

    di più il trattamento poiché è stato possibile effettua-          MATERIALI E METODI
    re immagini portali sia con sistema EPID, sia con TC          Un trattamento stereotassico di una lesione intra-
    Cone-Beam oppure immagini Rx da confrontare con le            cranica, prevede che il paziente sia immobilizzato
    immagini di riferimento DRR.                                  nel modo più accurato possibile e che vi siano degli
    Dunque la radioterapia stereotassica frameless (SRS)          adeguati sistemi di monitoraggio del set-up mediante
    ha avuto un ruolo sempre più significante nel tratta-         confronto con le immagini DRR elaborate dalle scan-
    mento di lesioni intracraniali, inclusi tumori primitivi      sioni TC di centraggio.
    o metastatici, disordini nervosi e malformazioni artero-      Come ogni esame di radioterapia, vi è una fase preli-
    venose (MAV). La SRS fornisce un’alternativa alla             minare di set-up del paziente. Questo è un punto mol-
    chirurgia, alla whole brain radiotheraphy (WBRT) o            to importante e delicato poiché un errore commesso a
    accompagna questi trattamenti per assicurare l’elimi-         monte, potrà riversarsi su tutti gli step successivi fa-
    nazione delle cellule tumorali residue. A causa della         cendo la differenza fra un trattamento efficace ed uno
    dose elevata, del relativo brusco gradiente e dei piccoli     totalmente o parzialmente errato. I presidi attualmen-
    margini utilizzati in SRS, il posizionamento accurato         te utilizzati per immobilizzare il capo del paziente
    del paziente è vitale per ridurre la dose ai tessuti sani     sono le maschere termoplastiche ancorate a supporti
    allo stesso modo di quanto è importante eradicare la          solidali al lettino di trattamento (figura 1).
    patologia tumorale [1].                                       Grandissima è la varietà di modelli di maschere sul

    Figura 2 - Diversi pattern di foratura delle maschere termoplastiche per SRS.

TRATTAMENTO LVRC: NUOVO IMAGING INTERVENTISTICO PER IL TRATTAMENTO DELL’ENFISEMA                                     3

Figura 3 - Sistema OBI e Cone-Beam TC.

mercato ma sostanzialmente esse sono in materia-           moderne ed accurate, mediante un sistema sotto-inte-
le termoplastico rigido di alta qualità, resistente alle   grato OBI (On Board Imager) o mediante tecnologie
deformazioni e facile da modellare. Di solito i pat-       sussidiarie ed aggiuntive al Linac come l’ ExacTrac
tern di perforazioni contengono delle regioni con una      di Brainlab. Entrambi i sistemi hanno la peculiarità di
bassa percentuale e delle regioni invece con un’alta       utilizzare raggi X (kV) con la differenza dei metodi di
percentuale, in questo modo si riesce a massimizzare       acquisizione. Dalla prima infatti si ottengono imma-
la rigidità minimizzando l’effetto bolus dannoso per       gini TC mediante metodo Cone-Beam, dalla seconda
le reazioni cutanee (figura 2).                            tecnica invece delle immagini RX bi-dimensionali
La guida mediante confronto con le immagini DRR            contrapposte in angolazione di 45°.
di riferimento può avvenire, secondo le tecniche più       L’OBI acquisisce immagini digitali di alta qualità il

Figura 4 - Acquisizione e confronto immagini TC e Cone-Beam in IGRT.

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    Figura 5 - Architettura sistema ExacTrac.

    che consente di posizionare un paziente accuratamen-         che il paziente ha la possibilità di essere centrato non
    te prima del trattamento. È composto da una sorgente         solo nelle direzioni convenzionali x,y,z (LNG, LAT,
    di raggi X (kV) e un pannello di silicio amorfo (flat        VRT) e nelle varie angolazioni ma a queste vengono
    panel) che può rilevare i diversi coefficienti di atte-      aggiunte altre due dimensioni rotazionali: il Pitch ed
    nuazione lineare dei raggi-X una volta attraversati i        il Roll.
    tessuti del paziente. Il sistema impiega bracci robotiz-     Per Pitch s’intende il tilt del lettino sulla direzione
    zati rotanti e solidali al Linac che operano con tre assi    longitudinale, per Roll lo sfasamento sull’asse latera-
    di movimento, si rende perciò possibile la scansione         le. Queste due misure sono necessarie e fondamentali
    di una Cone-Beam TC per la visualizzazione pre-trat-         per il miglior set-up del paziente nei trattamenti stere-
    tamento dell’anatomia d’organo del paziente (figura          otassici delle patologie intra ed extra-craniche (figura
    3). In questo modo si possono confrontare le immagi-         6).
    ni ottenute con le scansioni TC di centraggio ed effet-      Dunque la radioterapia stereotassica intracranica con
    tuare le opportune correzioni di posizionamento del          sistema Brainlab permette un accurato centraggio
    paziente in modo che i volumi bersaglio coincidano           della lesione con precisione sotto al millimetro. Ciò è
    (figura 4).                                                  reso possibile dalla sinergia di più sistemi di conteni-
    Il sistema ExacTrac di Brainlab invece consiste              mento (maschere termoplastiche dedicate, vedi figura
    nell’insieme di due tubi a raggi X, due detettori flat       7), apposito sistema di immobilizzazione del capo del
    panel, un lettino robotizzato a sei gradi di libertà, e un   paziente, sistema di array visibile da luce infrarossa
    sistema di camere a infrarossi per il posizionamento e       per il pre-positioning, lettino a 6 gradi di libertà e si-
    monitoraggio del paziente (figura 5).                        stemi di verifica continua mediante immagini x-Ray.
    Questo sistema di IGRT altamente automatizzato gra-
    zie a potenti algoritmi riesce a ricostruire il posiziona-   CONFRONTO TRA LE DUE TECNICHE DI
    mento del paziente in tutte le direzioni spaziali inclu-     IGRT: LITERATURE REVIEW
    se le diverse angolazioni: consente così il set-up più       Il fine della comunicazione è quello di comparare e
    accurato possibile sulla base di riferimenti anatomici       analizzare l’efficacia delle due tecniche in modo da
    ad alta densità. Lo speciale design che prevede l’an-        avere una più precisa valutazione riguardo l’accura-
    coraggio al pavimento dei due tubi a raggi X ed al tet-      tezza di set-up nei trattamenti stereotassici intracrania-
    to del bunker dei due flat panel, offre il monitoraggio      li. Riguardo l’efficacia delle due tecniche ci viene in
    continuo anche per campi non complanari sia all’ini-         aiuto uno studio effettuato nel 2016 e condotto presso
    zio che durante l’erogazione della dose. La rivoluzio-       il reparto di Radiation Oncology della Thomas Jeffer-
    ne tecnologia che questa apparecchiatura ha portato          son University in Philadelphia. Questo lavoro compa-
    con sé è stata molto importante, si riesce infatti a sta-    ra su 6 gradi di libertà la TC Cone-Beam ed il sistema
    bilire in pochi minuti ed attraverso un processo auto-       ExacTrac. Attraverso il reclutamento ed il monitorag-
    matizzato privo di errori umani, il corretto set-up del      gio di 34 pazienti e la pianificazione aggiuntiva di 10
    paziente. Inoltre si è superato il limite dell’impossibi-    isocentri diversi su fantoccio cranico, si è cercato di
    lità di effettuare verifiche per campi non complanari        capire quale delle due tecniche fosse più attendibile
    dove le angolazioni del lettino offrivano impedimento        per il corretto set-up della lesione in caso di tratta-
    fisico alla scansione Cone-Beam TC. Ultima ma non            menti SRS intracraniali. I risultati sono stati molto
    meno importante innovazione hardware, è stato il let-        incoraggianti, infatti, analizzato l’errore residuo delle
    tino automatizzato a sei gradi di libertà. Ciò significa     tue tecniche, si evince che esso è

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Figura 6 - I 6 assi di movimento del lettino robotizzato.

traslazionali e

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    ogni campo. La prima è considerata indispensabile ed          Trilogy equipaggiato con sistema OBI che permet-
    è quella che ci assicura il corretto set up prima di far      te di effettuare IGRT sulla base di Cone-Beam TC.
    partire l’erogazione della dose, le altre due sono state      La seconda apparecchiatura invece, installata nei
    catturate durante il trattamento. Si è dimostrato che         primi mesi del 2018, è un LINAC Unique equipag-
    non è necessario effettuare verifiche durante l’eroga-        giato con sistema ExacTrac di Brainlab per ovviare
    zione del fascio di radiazioni poiché non ci sono mai         all’assenza dell’applicativo OBI. L’installazione di
    state deviazioni statisticamente significative (>2mm)         una tecnologia così avanzata come quella di Brainlab
    sui piani traslazionali [4]. Dunque si è deciso di adot-      su un’apparecchiatura che non ha la stessa versati-
    tare un protocollo interno al reparto che prevede il          lità, prestazioni e possibilità di energie come lo è il
    controllo del paziente soltanto prima dell’inizio di          Trilogy, potrebbe risultare non idonea ma in realtà
    ogni singolo campo di trattamento non complanare:             risulta essere molto più che ragionata. Infatti, come
    ad ogni spostamento angolare del lettino si fa corri-         dimostrato dai più’ recenti studi pubblicati su riviste e
    spondere perciò una verifica X-ray.                           giornali scientifici, si è dimostrato come la CBCT e il
    Non meno importante è il ruolo della dose. Sebbene            sistema ExacTrac di Brainlab abbiano errore residuo
    la Cone-Beam TC risulta essere più attendibile per la         comparabile (