L'ATTIVITÀ DI RADIOCHIRURGIA CON GAMMA KNIFE E DI NEUROCHIRURGIA STEREOTASSICA

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1 L'ATTIVITÀ DI RADIOCHIRURGIA CON GAMMA KNIFE E DI NEUROCHIRURGIA STEREOTASSICA STORIA E SIGNIFICATO Il termine stereotassi, di origine greca, si riferisce alla capacità di operare mediante localizzatori spaziali. Applicato alla neurochirurgia, definisce la possibilità di introdurre nel cervello strumenti chirurgici o di erogare radiazioni ionizzanti in modo da raggiungere con estrema precisione il bersaglio prestabilito senza danneggiare le strutture cerebrali circostanti attraverso minime aperture del cranio, nel caso delle procedure chirurgiche, oppure senza la necessità di alcuna manovra invasiva, nel caso dei trattamenti radiochirurgici. Per ottenere questo risultato, è necessario utilizzare supporti rigidi fissi applicati al cranio del Paziente (caschi stereotassici) per il calcolo esatto delle coordinate del bersaglio da raggiungere e della traiettoria da seguire, in combinazione con procedure di imaging che consentano di evidenziare nitidamente il bersaglio stesso. Tale metodica viene messa a punto con l intenzione di praticare approcci diagnostici o terapeutici in modo mininvasivo o non invasivo, appunto, e pertanto a bassissimo rischio, su lesioni cerebrali localizzate in regioni encefaliche profonde ed estremamente delicate dal punto di vista funzionale. Gli iniziali apparecchi stereotassici e i primi interventi di questo tipo risalgono ancora agli anni fra il XIX ed il XX secolo, ma vengono sempre utilizzati sugli animali. La prima applicazione all uomo di un intervento neurochirurgico stereotassico è riportata nel 1947 dai neurochirurghi Spiegel e Wycis. Tuttavia, nei decenni successivi, tale metodica non presentò una particolare diffusione nell ambito neurochirurgico in quanto gli strumenti diagnostici utilizzati all epoca (Rx cranio, angiografia cerebrale, pneumoencefalografia, ventricolografia) non erano in grado di documentare in modo chiaro e diretto la maggior parte delle lesioni encefaliche ed intracraniche. Rimaneva pertanto oscuro il bersaglio da colpire e molto rischioso raggiungere le masse cerebrali profonde anche con la procedura stereotassica. L avvento e lo sviluppo delle moderne e sofisticate tecniche di neuroimaging (TAC, RM, e successivamente TAC ad alta definizione, TAC spirale, Angio RM, ecc.) avvenuto nel corso degli anni settanta-ottanta ha consentito finalmente di documentare e di individuare nitidamente lesioni intracraniche anche di piccole dimensioni altrimenti non riconoscibili o mal definibili. La loro successiva applicazione alle metodiche stereotassiche non solo ha permesso di raggiungere il bersaglio desiderato con estrema precisione ma ha anche consentito di ampliare le indicazioni della neurochirurgia stereotassica a tutte quelle patologie intracraniche precedentemente non visibili, favorendo pertanto la rapida diffusione di tale procedura chirurgica in tutto il mondo. Inoltre, l elevata percentuale di risultati favorevoli e la bassissima frequenza di complicazioni riportata negli interventi di neurochirurgia stereotassica, nonché la ottima tollerabilità presentata dal Paziente e la brevità del periodo di ospedalizzazione richiesta per la maggior parte di tali interventi hanno contribuito ulteriormente all introduzione di questa metodica nell armamentario diagnosticoterapeutico di numerosi centri neurochirurgici. Infatti, quasi tutte le procedure di neurochirurgia stereotassica vengono svolte in anestesia locale e sono di breve durata, risultando così praticabili e ben tollerabili anche nei Pazienti anziani o defedati e nei casi con gravi patologie internistiche, mantenendo i rischi di effetti collaterali estremamente ridotti. L attività di neurochirurgia stereotassica ha inizio nel nostro Ospedale nell Aprile del 1990, con la donazione dalla Banca Popolare di Verona di un casco per stereotassi e l esecuzione delle prime biopsie endocraniche.

2 Nel febbraio 1991 si prosegue con la brachiterapia stereotassica: sorgenti sigillate di iodio 125 messe a dimora all'interno di tumori cerebrali maligni mediante cateteri siliconati e rimovibili. Nel 1992 viene costruita la palazzina bunkerizzata nella quale a fine anno è alloggiata la Gamma Unit. Dopo la carica delle sorgenti radioattive e la fase di collaudo, il 15 Febbraio 1993 viene praticato il primo intervento di radiochirurgia. Nel giugno 1996, con la donazione dalla stessa banca di uno strumentario per endoscopia, inizia la chirurgia endoscopica stereotassica. Nel 1998 vengono posizionati elettrostimolatori di profondità ( pacemakers talamici ) per il trattamento del tremore parkinsoniano. Grazie ad un copioso contributo della Cassa di Risparmio di Verona tramite il Consorzio Universitario, sempre nel 1998 viene acquisito il sistema Gamma Plan per la radiodosimetria computerizzata dei trattamenti radiochirurgici. Nel 2001, l Azienda Ospedaliera di Verona provvede all acquisto del sistema robotizzato APS ("Automatic Positioning System") per l ulteriore upgrade della procedura di trattamento con Gamma Knife. Infine, nel 2008, con un nuovo, ancora più generoso finanziamento della Fondazione Unicredit, si provvede a sostituire la Gamma Knife con il nuovo modello da essa derivato, la "Perfexion", nella quale in pratica tutte le fasi della procedura radiochirurgica sono computerizzate ed i margini di errore ulteriormente minimizzati. Nei circa trecento centri forniti di Gamma Knife in tutto il mondo, sono stati trattati finora seicentocinquantamila pazienti. Il successo è legato anche alla brevissima ospedalizzazione richiesta (solitamente in day surgery" ) e ai vantaggi pratici: procedura incruenta, non richiede anestesia generale salvo che nei bambini, si svolge abitualmente in una sola seduta. Le principali indicazioni cliniche a questo tipo di intervento sono rappresentate soprattutto dalle malformazioni arterovenose endocraniche (i cosiddetti angiomi ), da tumori benigni (meningiomi, neurinomi, adenomi ipofisari) e maligni (in particolare le metastasi), e da particolari patologie funzionali (forme nevralgiche, Parkinson etc.). Tutte le fasi dell attività, dal reclutamento dei pazienti, al giudizio di eleggibilità clinica, alle normative che regolano tempi e modalità delle varie procedure operative, sono disciplinate non solo da regole di conformità alla evidence based medicine, ma da una serie di documenti protocollati, maturati nella esperienza di venti anni con oltre novemila interventi, e di un centinaio di pubblicazioni scientifiche censite. Il centro stereotassico veronese è oggi il più attivo d Italia per quantità di prestazioni annuali. Il Dipartimento neurochirurgico veronese dispone dal 1992 di una struttura bunkerizzata nella quale è stata alloggiata una Gamma Knife operativa dal febbraio L equipe veronese ha condotto in vent'anni oltre novemila interventi stereotassici, dei quali circa 8000 di tipo radiochirurgico con Gamma Knife, con brillanti risultati, accumulando così una notevole esperienza nel settore: il centro vanta la più grossa casistica italiana, e una tra le maggiori in Europa. INDICAZIONI CLINICAMENTE CONVALIDATE

3 Sono le sole praticate attualmente nel nostro Centro. Il razionale a questo tipo di trattamenti, provvisto che si rispettino i criteri generali sopra elencati, è ormai ampiamente giustificato e documentato dalla estesissima letteratura scientifica al riguardo, che stabilisce per tutto lo spettro di patologie trattate non solo le modalità localizzative e radiodosimetriche del primo approccio terapeutico, ma anche i criteri, i principi informativi ed il timing di eventuali ri-trattamenti, e le principali compatibilità con altre associazioni terapeutiche. In sintesi: Tumori endocranici mali moris. Lesioni metastatiche Neoplasie primitive del sistema nervoso centrale: in particolare i gliomi, i tumori neuroectodermici primitivi ( PNETs ), i tumori della ghiandola pineale, i carcinomi dei plessi corioidei Forme sarcomatose (includendo i veri e propri sarcomi del SNC, i condrosarcomi, i fibrosarcomi del basicranio, gli emangiopericitomi etc.) Linfomi primitivi del SNC Carcinomi del basicranio Tumori maligni dell orbita o del bulbo oculare Carcinomi primitivi o metastatici Linfomi Melanomi uveali Tumori endocranici benigni. Meningiomi Neurinomi Adenomi ipofisari Papillomi dei plessi Angioreticulomi Craniofaringiomi Cordomi Glomangiomi Malformazioni Vascolari endocraniche. Tipiche malformazioni arterovenose (MAV) Angiomi cavernosi Forme funzionali Nevralgia trigeminale Sindromi discinetiche (es. M. di Parkinson) Per la maggior parte di queste indicazioni sono da tempo protocollate quindi le linee guida cui attenersi, e i percorsi gestionali secondo flow charts internazionalmente approvate. Il nostro Centro si attiene appunto ai Protocolli Clinici di Trattamento della Letteratura accreditata, alla quale più volte abbiamo contribuito. I principali di questi protocolli, per le patologie da noi più frequentemente trattate, e che riguardano oltre il 95 % della casistica annuale, sono riportati più oltre.

4 I PROGETTI IN ITINERE. LA DEEP BRAIN STIMULATION O DBS nei comi profondi Trattamento del coma profondo non ancora giunto allo stadio vegetativo persistente, ma inquadrabile nelle forme di minima coscienza ( Minimally Conscious State od MCS ), mediante infissione di elettrostimolatori in peculiari nuclei talamici addetti al risveglio della corteccia cerebrale fronto-mesiale. L intervento imita da vicino quello per i pazienti Parkinsoniani. Nell inserire i due elettrostimolatori (uno per lato) il neurochirurgo è guidato sia dell imaging neuro radiologico, che dai tracciati elettrici che i vari giacimenti nucleari profondi del cervello emettono, e la sonda li identifica inconfondibilmente. L interesse per i malati comatosi, nasce dalla scoperta che proprio in questo asse talamo-corticale risiederebbe il pacemaker condizionante lo stato di vigilanza del paziente, trovando base in un nucleo talamico a pochi centimetri da altri utilizzati per diverse patologie. Il programma ha preso l avvio dopo che due equipes nordamericane (Cleveland e New York) hanno documentato la possibilità che il 42% di oltre duecento malati in MCS sottoposti ad impianto di stimolatori lasciasse il letto per ritornare alla autosufficienza. Dopo un lungo iter necessario per i requisiti medico-legali, il progetto è ora in fase di decollo a Verona quale studio prospettico randomizzato, e si stanno analizzando i primi casi candidabili all impianto. CHIRURGIA ENDOSCOPICA ASSISTITA DA COMPUTER ROBOTIZZATO Il progetto ROBOCAST è risultato vincitore di uno degli FP7 finanziati dalla Comunità Europea. Così pure il suo omologo-discendente, vincitore nel 2010, che prevede l utilizzo di un nano-robot per navigazione endoventricolare, concesso alla equipe veronese dai colleghi dell Istituto Technion di Haifa. Ha così preso il via il Progetto per la Neurochirurgia Robotizzata, ospitato nella Palazzina Cardiochirurgica dell Ospedale di Borgo Trento, dismessa con l attivazione del nuovo Polo Confortini, ed offerta dalla Azienda Ospedaliera Universitaria Integrata di Verona quale sede edilizia di un Centro di Neurochirurgia Robotizzata, una realtà assolutamente unica nel nostro Paese, una rarità anche in Europa. Un triangolo gestionale costituito dalla Azienda Veronese, con l Università di Verona (sopr. Facoltà Medica ed Informatica) e con il Politecnico di Milano forma la struttura portante dell Unità, cui afferiscono con contributi tecnologici numerosi esperti di robotica di tutto il mondo. L equipe coinvolta è quindi non solo polispecialistica, ma anche internazionale. Al lavoro infatti partecipano una diecina di Centri, italiani, israeliani, inglesi e tedeschi, con un concorso di idee, manpower e tecnologie d avanguardia che hanno portato vistosi riconoscimenti anche finanziari dalla Comunità Europea (3.5 milioni di euro). Il gruppo veronese sta cercando proprio in questi giorni di formalizzare anche legalmente la fondamentale collaborazione con il Politecnico di Milano ed altre Istituzioni straniere per poter fondare a breve proprio a Verona il primo centro italiano di neurochirurgia robotica, con sede come accennato presso la ex-cardiochirurgia di Borgo Trento. Il team cercherà anzitutto di utilizzare il micro-robot (1 mm.x 4 mm) già disponibile, nella navigazione endoventricolare cerebrale, raggiungendo così sotto guida magnetica sedi profonde e cruciali dell encefalo, pareti cistiche e tessuti tumorali, dove agire meccanicamente, termicamente, chimicamente etc. sul bersaglio previsto. Si prevede una prima fase sperimentale su phantoms e su animali, per poi passare alla fase clinica. In un medio futuro l equipe si propone la produzione di nuove nano strutture robotiche pilotabili ancora più piccole ed efficienti.

5 PROGETTO H.I.F.U (High intensity focused ultrasounds) La neurochirurgia veronese punta a poter disporre, in un prossimo futuro, anche di questo gioiello tecnologico che rappresenta oggi una novità assoluta nelle strategie di trattamento delle neoplasie endocraniche: teoricamente l arma più efficace sul tumore, la più innocua sui tessuti sani circostanti. L ExAblate consta di una prima componente che, integrata dallo scanner di una RM con workstation dedicata, consente l esatta localizzazione delll area encefalica da colpire, ne deficinisce consistenza, idratazione e margini, e successivamente ne monitorizza il trattamento calcolandone il "timing, la durata, l esito finale, almeno per quanto rivelato dall'imaging RM. La seconda componente è costituita da un trasduttore tipo phased array ad alta frequenza, simile ad un grosso casco, nel quale viene posizionata la testa del malato, a sua volta fissata da un casco stereotassico. Un sistema chiuso di raffreddamento provvede ad una interfaccia tra il cranio ed il trasduttore, mantenendo la temperatura a livelli sicuri. L intero sistema viene quindi inserito nello scanner di risonanza e l operatore importa le immagini RM necessarie alla pianificazione del trattamento, integrandole con quelle TAC per una più corretta delineazione dei profili cranici. Prima della procedura vengono eseguiti diversi tests di sonicazione colpendo zone neoplastiche con ultrasuoni confocali a bassa energia, per verificare il corretto assetto del sistema. L intervento consiste in una serie di sonicazioni efficaci creando in sede neoplastica una temperatura che distrugge il tumore con una ablazione mediata da ipertermia focale) sino a coprire l intero volume bersaglio. Durante l erogazione della energia i dati di RM mostrano la curva della temperatura in tempo reale, consentendo all operatore eventuali modifiche. L acquisizione di una sequenza di immagini posttrattamento conferma gli effetti ottenuti.