La dose si distribuisce in parte anche al tessuto sano.

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1 Radioterapia Nella radioterapia si porta la dose alle cellule tumorali con radiazione γ od elettroni. La dose si distribuisce in parte anche al tessuto sano.

2 Radioterapia Lo scopo esatto del trattamento radioterapico può essere: eradicante, con una malattia localizzata, l obiettivo è la rimozione della malattia neoplastica e quindi la guarigione; adiuvante, dopo un intervento chirurgico conservativo o in caso di fattori di rischio di recidiva loco-regionale; neoadiuvante, prima di un intervento chirurgico, spesso con l integrazione di chemioterapia, con l obiettivo di eseguire una chirurgia meno demolitiva, senza diminuire la possibilità di guarigione; palliativo, con l obiettivo di controllare lo sviluppo del tumore, eliminando o prevenendo i sintomi e migliorando così la qualità di vita del paziente; in funzione dal tipo di tumore, dalla posizione e stadio, nonché dalla salute generale del paziente.

3 Radioterapia: principio di funzionamento La radioterapia si basa sul principio d'indirizzare la radiazione ionizzante sulle cellule cancerogene per danneggiarne il DNA. Mentre le cellule sane dispongono di meccanismi atti a riparare i danni che possono avvenire sul loro DNA, le cellule cancerogene dispongono di meccanismi molto meno efficienti, per cui un danno e più facilmente letale per questo tipo di cellula. La principale limitazione nell'uso di questa tecnica consiste nel fatto che le cellule di tumori solidi risultano essere in debito di ossigeno (ipossia) e questo le rende tanto più resistenti alle radiazioni quanto minore è la presenza di ossigeno. Si possono applicare tecniche per aumentare l'ossigenazione della neoplasia in fase di trattamento o diminuire l'ossigeno nei tessuti sani antistanti i tumori per limitarne il danno biologico.

4 Radioterapia: procedure e tecniche (1) Le procedure riguardano le macchine ed il paziente. Fra le procedure programmate sulle macchine di radioterapia vi sono: la taratura dei sistemi dosimetrici; la calibrazione dei fasci di terapia. Fra le procedure programmate sul paziente vi sono: il posizionamento del paziente; uso e/o realizzazione di appositi e comodi accessori di immobilizzazione atti a mantenere la riproducibilità del trattamento.

5 Radioterapia: procedure e tecniche (2) Si può quindi effettuare una pre-simulazione rx con eventualmente, registrazione e fusione di immagini multimodali, utilizzando la tomografia assiale computerizzata (TAC) con l'impiego di appositi laser che consentono di identificare le corrette coordinate di centraggio, lasciando, se possibile, opportuni reperi. L'uso della TAC permette di ricostruire un'immagine tridimensionale dell'area di trattamento; vengono quindi identificate possibili situazioni di criticità e/o di particolare rilevanza clinica, con l individuazione di speciali markers morfo-funzionali: variazioni di temperatura e portata. Con tutti questi dati è possibile effettuare una postsimulazione rx di controllo.

6 Radioterapia: procedure e tecniche (3) Con questi dati viene steso un TPS (Treatment Planning System) che identifica le zone da irradiare e gli OAR (Organs At Risk, organi da non irradiare o risparmiare ). Dal TPS si desumono le curve di isodose bidimensionali e ricostruzioni bidimensionali e tridimensionali oltre agli istogrammi Dose- Volume ed le visualizzazioni BEV (Beam Eye View) e REV (Room Eye View).

7 Radioterapia convenzionale E la cosiddetta radioterapia esterna a fascio collimato, cioè fasci di radiazioni che, collimati, vengono fatti incidere sul volume bersaglio. Tale radioterapia si fonda sull'utilizzo di un fascio di radiazioni prodotte da sorgenti situate all'esterno del paziente ed utilizza radiazioni X, γ ed elettroni. Tipicamente le energie vanno, per X e γ, da 50 kev a 20 MeV, in funzione del posizionamento e dimensioni del beraglio. Gli acceleratori lineari per radioterapia possono produrre anche elettroni di diversi livelli energetici (MeV). Data la diversa modalità di deposizione della dose, gli elettroni vengono utilizzati per irradiare tessuti più superficiali.

8 TBI La radiazione corporea totale (Total Body Irradiation - TBI), è l'irradiazione totale e simultanea del corpo (in una o più frazioni). Consiste in una particolare tecnica radioterapica utilizzata per preparare il paziente a ricevere un trapianto di midollo osseo (TMO o BMT). A seconda delle necessità, questo tipo di intervento può essere eseguito con somministrazioni del tipo high dose, low dose o very low dose. Nello specifico le finalità di questo trattamento sono due: sopprimere il sistema immunitario per prevenire il rigetto del midollo del donatore familiare o non familiare, eradicare le cellule neoplastiche che residuano ai trattamenti chemioterapici.

9 TSEI Con TSEI, Total Skin Electron Irradiation, è indicata l'irradiazione cutanea totale effettuata con fasci di elettroni. Si tratta di una terapia impiegata nel caso di neoplasie cutanee diffuse o in pazienti affetti da micosi fungoide.

10 Radioterapia non oncologica Esiste anche una radioterapia non oncologica, impiegata nel trattamento di situazioni non oncologiche presenti più frequentemente, ma non esclusivamente, in Geriatria: consolidamento osseo.

11 Radioterapia Conformazionale (1) Si definisce come tale una tecnica di alta precisione basata sulla definizione volumetrica, tridimensionale del tumore e dell'anatomia degli organi critici. La ricostruzione digitale di questi volumi è resa possibile dall'acquisizione da parte dei moderni apparecchi di tomografia computerizzata di una serie di sezioni trasversali e contigue della regione da trattare.

12 Radioterapia Conformazionale (2) Si collocano dei collimatori multilamellari (cioè a spessore variabile) sulla traiettoria del fascio (anche con fasci contrapposti) di radiazioni per conformarlo quanto più possibile alla forma dell area da irradiare. In questo modo è possibile orientare sul tumore una dose più elevata di radiazioni. Le cellule sane circostanti e le strutture adiacenti sono, quindi, esposte a dosi più basse, riducendo in tal modo la possibilità di effetti collaterali.

13 Radioterapia: IORT La radioterapia intraoperatoria IORT (IntraOperative Radiation Therapy) è una tecnica radioterapica, sostitutiva e/o integrativa della radioterapia esterna convenzionale e consiste nel somministrare, durante un intervento chirurgico con elevata recidività locale, un unica alta dose di radiazione, con elettroni fino a 10 MeV, o direttamente sul tumore (per eliminarne il tessuto visualizzato ma non aggredibile chirurgicamente), oppure, a tessuto neoplastico asportato, direttamente sul letto tumorale (per eliminarne il rischio di infiltrazione microscopica).

14 Radioterapia: frazionamento Il trattamento radiante esterno è infatti abitualmente non continuo, ma frazionato e viene eseguito seguendo due principali schemi di frazionamento (o somministrazione) della dose: convenzionale: la terapia viene eseguita con non più di una frazione giornaliera; ipofrazionato: anche qui la terapia viene eseguita con non più di una frazione giornaliera; iperfrazionato : la terapia viene eseguita con più di una frazione giornaliera solitamente a non meno di 6 ore l una dall altra. Al frazionamento di dose, volume irradiato e dose totale erogata sono in parte correlabili la tossicità e controllo locale dei trattamenti radioterapici con ottimizzazione dosimetrica e radiobiologica. Il metodo di somministrare dosi piccole e frequenti e utilizzato specie quando utile a permettere alle cellule e ai tessuti sani di riparare i danni indotti dalle radiazioni, senza alterare l'efficacia sul tumore.

15 Radioterapia: dosaggio Il tipico dosaggio dell'irradiazione esterna è una volta al giorno per 5 giorni consecutivi per una dose settimanale di 9 10 Gy (comunque non inferiore a ~7,75 Gy e non superiore a ~11,85 Gy). La dose giornaliera è usualmente di 1,8 2 Gy (comunque non inferiore a 1,5-1,6 e non superiore a 2,2-2,5 Gy) per il frazionamento convenzionale uguale o superiore a 2,51-2,91 e non superiore a 3,5-3,75 Gy per l'ipofrazionamento cosiddetto moderato uguale o superiore a 3,76 e non superiore a 5-5,5 gray, comunque non superiore a 7,5-8 gray, per un ipofrazionamento superiore al moderato 1-1,6 gray per l'iperfrazionamento Generalmente l'irradiazione esterna viene dunque effettuata giornalmente (per un massimo di 5 frazioni settimanali) e la dose varia in relazione agli intenti (radicali/palliativi), al tipo di tumore e all'affiancamento ad altri trattamenti. Nei casi di trattamenti radicali (coi quali si vuole eradicare il tumore), la dose totale tipica fornita ai tumori epiteliali solidi varia dai ai Gy o più; per i linfomi le dosi sono comprese fra 20-32,5 e 45 Gy.

16 Radioterapia interna (1) La brachiterapia, conosciuta anche come radioterapia interna, è una forma di radioterapia in cui una sorgente di radiazioni è collocata all'interno o vicino alla zona da trattare. Al contrario della radioterapia esterna, in cui la radiazione è diretta al tumore al di fuori del corpo, la brachiterapia consiste nel preciso posizionamento di sorgenti radioattive direttamente sulla zona interessata. Una caratteristica fondamentale della brachiterapia è che l'irradiazione colpisce solo una zona situata intorno alle sorgenti di radiazione. L'esposizione dei tessuti sani, posti più lontano dalle fonti, è generalmente minore. Queste caratteristiche conferiscono a questa tecnica dei vantaggi rispetto alla radioterapia esterna e il tumore può essere trattato con dosi di radiazioni molto elevate e localizzate, riducendo la probabilità di inutili danni ai tessuti circostanti sani.

17 Radioterapia interna (2) Il trattamento brachiterapico può essere completato in meno tempo rispetto alla radioterapia esterna. Questo può comportare la riduzione della probabilità di sopravvivenza delle cellule cancerose che si dividono e crescono negli intervalli tra ogni seduta. I pazienti devono, inoltre, recarsi meno frequentemente in ospedale e il trattamento è spesso eseguito su base ambulatoriale. Ciò rende la terapia più accessibile e conveniente. I risultati hanno dimostrato che i tassi di guarigione sono paragonabili a un intervento chirurgico e alla radioterapia esterna o sono migliori quando usati in combinazione con queste tecniche.

18 Radioterapia interna (3) Posizionamento delle sorgenti I due tipi principali di trattamento brachiterapico, in termini di posizionamento della sorgente radioattiva, sono quello interstiziale e quello a contatto. Nel caso della brachiterapia interstiziale, le sorgenti sono poste direttamente nel sito interessato, come la prostata e la mammella. Nella brachiterapia a contatto il posizionamento della sorgente di radiazione avviene in uno spazio adiacente al tessuto obbiettivo. Questo spazio può essere una cavità del corpo (brachiterapia endocavitaria) come la cervice, l'utero o la vagina; il lume di un organo cavo (brachiterapia endoluminale), come ad esempio la trachea o l'esofago. Una fonte di radiazioni può anche essere immessa nei vasi sanguigni (brachiterapia endovascolare) per il trattamento della re-stenosi coronarica in-stent.

19 Radioterapia interna (4) Dosaggio La brachiterapia a basso dosaggio (LDR: low dose rate) comporta l'impianto di sorgenti che depositano fino a 2 Gy/h. La brachiterapia LDR è comunemente usata per i tumori della cavità orale e il cancro alla prostata. La brachiterapia a medio dosaggio (MDR: medium dose rate) è caratterizzata da un tasso medio di emissione della dose, compreso tra i 2 12 Gy/h. La brachiterapia ad alto dosaggio (HDR: high density rate) è quando il tasso di emissione della dose supera i 12 Gy/h. Le applicazioni più comuni della brachiterapia HDR sono nelle neoplasie della cervice uterina nel tumore dell'esofago, polmoni, mammella e della prostata. La maggior parte dei trattamenti HDR vengono eseguiti a livello ambulatoriale, ma ciò dipende dal sito di trattamento. La brachiterapia a dosaggio di pulsazioni (PDR: pulsed-dose rate) comporta brevi impulsi di radiazione, solitamente uno ogni ora, per simulare il tasso globale e l'efficacia del trattamento LDR. Siti tumorali tipici trattati con la PDR sono quelli ginecologici e i tumori del capo e collo.

20 Radioterapia interna (5) Un caso particolare di radioterapia interna è la radioterapia metabolica. In questa metodica si utilizzano delle sorgenti radioattive non sigillate, introdotte nell'organismo per via orale o parenterale, per poter ottenere un'irradiazione omogenea e selettiva dei tessuti tumorali. Tale tecnica radioterapica utilizza specie ioniche o molecole organiche, marcate con radionuclidi, progettate per localizzarsi selettivamente nelle regioni interessate da tumore. Un sottoinsieme della radioterapia metabolica è la radioimmunoterapia che utilizza anticorpi monoclonali, frammenti di anticorpi, peptidi, frammenti di peptidi e proteine marcate con radionuclidi ad alta attività specifica. Il radionuclide elettivo è il 71 Lu 177 (β- emittente) che, come radiomarcante della somatostatina, trova diverse applicazioni mediche nella terapia del dolore dovuto a metastasi ossee e nella radioterapia dei tumori neuroendocrini, in seguito ad internalizzazione del complesso formato dal recettore della somatostatina e del radioanalogo.