• internal dosimetry
• linear-quadratic model
• non-uniform activity
• normal tissue complication probability
• radioembolizzazione epatica
• tumor control probability
• attività non uniforme
• dosimetria interna
• equivalent uniform dose
• hepatic radioembolization
• modello lineare quadratico

Alcuni tipi di tumori epatici possono essere trattati con una particolare tecnica di radioterapia: la radioembolizzazione. Questa tecnica consiste nel somministrare al paziente un certo quantitativo di radioattività, tramite l'iniezione per via arteriosa di microsfere costituite da materiale biologicamente inerte, caricate con Ittrio-90, 90Y. L' 90Y decade prevalentemente β-, quindi, dato il corto range degli e-, è ottimale per rilasciare una dose elevata in una regione piuttosto circoscritta. Questo tipo di trattamento costituisce l'argomento di questo lavoro di tesi, il cui obiettivo è cercare di incrementarne l'efficacia terapeutica, attraverso l'ottimizzazione della procedura di calcolo della dose assorbita dalla lesione tumorale e dagli organi sani.
I dati per il calcolo della dose verranno presi da immagini CT-SPECT, ottenute iniettando al paziente dei magroaggregati di albumina tecneziati (99mTc-MMA) nello stesso sito in cui verranno inettate le microsfere: questo perché si ipotizza che i 99mTc-MMA simulino bene il comportamento delle microsfere.
Si sfrutterà invece la debolissima emissione β+ dell'90Y per fare una dosimetria di controllo post-trattamento.
Per effettuare tali calcoli di dose 3D ci avvarremo del metodo semplificato, già oggetto di un precedente lavoro di tesi e pubblicato su Med. Phys. 40(4), April 2013, mentre le valutazioni verranno fatte tenendo conto degli istogrammi dose-volume (DVH, Dose-Volume Histogram) e dell'UTCP (Uncomplicated Tumour Control Probability) che ci permetterà di predire quale sarebbe l'attività che costituisce il miglior compromesso tra un'alta dose assorbita dalla lesione ed una bassa radiotossicità ai tessuti sani.
Il modello radiobiologico di riferimento è il modello lineare-quadratico, in approssimazione lineare: questo modello, semplice matematicamente ma molto potente dal punto di vista predittivo, permette di calcolare la frazione di sopravvivenza, ovvero il numero di cellule che sopravvivono ad una determinata dose, dato da N=N0 exp (-α D), dove N è il numero di cellule sopravvissute alla dose D, partendo da un numero complessivo di cellule pari a N0, mentre α è il parametro che ci proponiamo di calcolare. Da esso dipendono il TCP (Tumor Control Probability) e l'NTCP (Normal Tissue Complication Probability), mentre l'UTCP non è altro che il prodotto del TCP per la probabilità di non avere complicazioni al tessuto sano, in formula UTCP=TCP(1-NTCP). Il valore di attività da somministrare corrisponderà al massimo di questa curva, che indica, per l'appunto, il valore di miglior compromesso tra un'alta dose assorbita dalla lesione ed una bassa dose al tessuto sano. Va precisato che non sempre questo calcolo porta a dei risultati attuabili dal punto di vista medico: in tali casi ci avvarremo di altri metodi per decidere l'attività da somministrare, basati su valutazioni fatte esclusivamente sui DVH.
In ogni caso, è di fondamentale importanza nell'applicazione degli algoritmi di calcolo della dose 3D che i conteggi misurati sulle immagini SPECT e PET siano proporzionali all'attività somministrata: per questo motivo verrà eseguita una taratura di entrambi i tomografi (SPECT e PET) con lo stesso fantoccio standard (caricato dei radioemettitori opportuni) e con i tomografi settati come se si trattasse di pazienti.