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Ogni anno in Italia vengono diagnosticati circa 260000 nuovi casi di tumore, malattia che si colloca al secondo posto fra le cause di morte (30% di tutti i decessi) dopo le cause cardiocircolatorie (39%).

In circa il 70% delle patologie neoplastiche il protocollo di trattamento prevede l'impiego della radioterapia (RT). L'utilizzo delle radiazioni ionizzanti per distruggere le cellule cancerose rappresenta un'efficace modalità curativa per vari tipi di neoplasie maligne localizzate.

Secondo stime recenti, solamente il 45% dei pazienti con patologia tumorale è curabile (sopravvivenza superiore a cinque anni senza sintomi). Di questi circa il 40% è stato trattato con la radioterapia che risulta essere molto efficace nel controllo locoregionale dei tumori.

Lo scopo di un trattamento radioterapico è il controllo locale del tumore e la limitazione della diffusione delle cellule tumorali senza indurre serie complicazioni nei tessuti sani circostanti. Al fine di raggiungere tali obiettivi, la RT ha subito un processo di innovazione e di sviluppo tecnologico rapido e profondo, soprattutto nell'ultimo decennio. Numerosi sono i dispositivi e le nuove apparecchiature introdotte clinicamente nei Servizi di Radioterapia: dalle terapie conformazionali (Three-Dimensional-Conformal RadioTherapy, 3D-CRT), che sono state introdotte agli inizi degli anni novanta e che sono considerate come il “gold standard” della radioterapia, si è passati a tecniche di trattamento con fascio modulato (Intensity Modulated Radiation Therapy, IMRT), attivate clinicamente in Italia agli inizi del 2001, significativamente più complesse ed onerose della 3D-CRT.

Ultima promettente ed avanzata tecnica ad affacciarsi sul panorama radioterapico è la Terapia Volumetrica ad Arco (Volumetric Modulated Arc Therapy, VMAT). E' una delle forme rotazionali della tecnica IMRT ed offre numerosi vantaggi tra i quali spicca un maggior grado di conformazione della dose al volume target ed una notevole riduzione della durata del trattamento.

I trattamenti con tecnica VMAT sono caratterizzati da una rotazione continua del gantry attorno al paziente, cui si accompagna una modulazione del fascio realizzata muovendo, in modo dinamico, le lamelle del collimatore multilamellare (Multi Leaf Collimator, MLC), nonchè variando la velocità di rotazione del gantry stesso e il dose-rate.

L'elevata complessità della nuova tecnica rispetto le precedenti ha reso necessaria la definizione di programmi di assicurazione e controllo di qualità ancor più articolati e con limiti di riferimento più restrittivi.

Tali programmi, in generale, si articolano su vari livelli.

Seguono la fase di installazione della macchina le prove di accettazione o di collaudo, ossia la verifica della conformità dell'apparecchio con le specifiche dichiarate dalla ditta produttrice. Tali prove vengono effettuate al momento dell'installazione di una nuova apparecchiatura oppure in seguito a modifiche o a sostituzioni importanti sulla stessa.

Con prove di verifica o di stato si intendono invece le misure dei parametri fondamentali dell'apparecchiatura al fine di determinarne la grandezza ad un determinato momento. Vengono effettuate nel caso di modifiche della regolazione di importanti parametri funzionali dell'acceleratore, oppure in caso di variazioni nell'utilizzo dell'apparechiatura in relazione del protocollo terapeutico o, ancora, in presenza di esito negativo dei controlli di costanza (nel caso di superamento di prefissati valori limite). Quest'utimi hanno l'obbiettivo di assicurare che la prestazione funzionale dell'apparecchio sia conforme ai criteri stabiliti. Si effettuano periodicamente per verificare che l'apparecchio risponda ai criteri di buon funzionamento prefissati, per aggiornare le tabelle di calibrazione inviate direttamente al servizio di radioterapia e, in caso di intervento di manutenzione, dove l'intervento effettuato possa aver comportato variazioni nel comportamento dell'apparecchio, oppure in caso di supposto malfunzionamento dello stesso.

In questo quadro generale si inseriscono anche le procedure di assicurazione e controllo di qualità legate alla specifica tecnica di irradiazione.

In questo contesto si sviluppa il seguente lavoro di tesi che si pone come obiettivo la valutazione delle capacità dell'acceleratore lineare TrueBeam STx, installato presso la Casa di Cura di San Rossore (Pisa), nell'erogare piani di trattamento VMAT.

Creato dalla Varian Medical Systems, il TrueBeam STx è uno degli ultimi modelli di clinac utilizzati in medicina in cui vi è implementato, con il nome di RapidArc®, questa nuova tipologia di trattamento.

Dopo una breve panoramica sulle caratteristiche del TrueBeam e sull'evoluzione delle tecniche di trattamento sviluppate negli anni, con particolare attenzione a quelle d'interesse per questo studio (capitolo 2), viene presentata la prima parte del lavoro di tesi (capitolo 3). Come procedura di controllo di qualità sul linac, si è andati a verificare che il sistema sia in grado, innanzitutto, di modulare contemporaneamente la velocità di rotazione del gantry, il movimento delle lamelle e il dose-rate.

Data l'assenza di protocolli internazionali per la suddetta analisi, si è scelto di prendere come linea guida un recente lavoro pubblicato da Ling e collaboratori, che suggerisce dei test specifici per condurre questo tipo di indagine. I piani sviluppati ed eseguiti, sono stati diversi ma con l'obiettivo comune di verificare la capacità di coordinare i tre parametri liberi del TrueBeam.

A tale studio ha fatto seguito (capitolo 4) la valutazione di un nuovo dosimetro 3D per la verifica dei piani di trattamento VMAT: l'ArcCHECK (AC, modello 1220) della Sun Nuclear Corporation. Recente sviluppo tecnologico, chiamato a far fronte alle nuove richieste di analisi dosimetrica in ambito radioterapico, l'AC necessita di una validazione delle sue prestazioni e la conferma della sua adeguatezza per affrontare dosimetrie di terapie di tipo volumetrico ad arco.

Anche in questo caso, si sono eseguiti alcuni dei test suggeriti in una pubblicazione di Feygelman. Una prima parte di tali test, effettuati sull'AC, mirano a verificare che i rivelatori (diodi) posti nel fantoccio riportino accuratamente i valori di dose assoluta, quando irraggiati in un range di possibili condizioni. Una seconda parte di test, succesivi alla buona riuscita dei precedenti, cerca di valutare l'abilità dello strumento ad effettuare C.d.Q. di erogazioni ad arco, tipiche della tecnica VMAT.

A conclusione di quest'utlimo capitolo, vengono proposti tre piani di trattamento con tecnica RapidArc®, per i quali si è effettuato il C.d.Q., confrontando le distribuzioni di dose del singolo piano calcolato dal TPS e quello misurato dall'AC.

I diversi test presentati in questo lavoro di tesi vogliono essere un suggerimento per un possibile protocollo di Assicurazione e Controllo di Qualità da utilizzare in clinica. La loro struttura cerca di compensare le fondamentali necessità richieste, ovvero di essere semplici da eseguire ma allo stesso tempo efficaci allo scopo.