micro: un software per il calcolo della dose equivalente in radioterapia

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Viola Righi
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1 CRO AVIANO Michele Avanzo micro: un software per il calcolo della dose equivalente in radioterapia SOC Fisica Medica, Centro di Riferimento Oncologico, Aviano, PN Venezia, 19/11/2010

2 Game of life - J.H. Conway, 1970, Tre regole: 1 Una cellula muore di fame se non confina con almeno 2 cellule vive 2 Una cellula con con più di tre cellule vicine muore per sovrapopolazione 3 Nasce una cellula in una cella vuota con tre cellule vicine

3 Radiobiologia clinica PTV CTV

4 Radiobiologia clinica NTCP/TCP % TCP Tumore NTCPFegato sedute dose (Gy)

5 Modello lineare-quadratico Risposta all irradiazione in vitro S= e -αd-βd 2 N S= frazione di cellule sopravviventi D= dose per frazione N= numero di frazioni α,β = parametri di radiosensibilità per l'organo in esame

6 Come si confrontano due schemi di frazionamento? Due schemi di frazionamento sono equivalenti se: α 2 α 2 S 1=S2 N1 D 1+D 1 =N2 D 2+D2 β β Noti N 1, D 1 e D 2 l incognita è N 2, oppure Noti N 1, D 1 e N 2 l incognita è D 2

7 Durata della terapia

8 Biological Effective Dose BED = ND 1 + D α / β Due schemi di frazionamento sono equivalenti se: BED 1 =BED 2 Correzione per il ripopolamento durante la terapia: BED = ND 1+ D α / β t T max 0, α Tp k

9 Ellis (1960) Si basa sull osservazione di reazioni cutanee acute e controllo locale del carcinoma squamoso Funziona per gli effetti acuti per piccoli cambiamenti del numero di frazioni o del tempo di trattamento Non tiene conto della diversità di sensibilità al frazionamento dei diversi tessuti Non funziona bene per gli effetti tardivi

numero di frazioni o del tempo di trattamento Non tiene conto della diversità di

10 Quali parametri servono? Tumori: α = Gy -1 α/β = Gy Tpot = 3 30 gg Tk = 0 28 gg OARs: α/β = Gy

11 Quali parametri abbiamo? Tumori: prostata, cervice, mammella, squamoso testa collo, nasofaringe, polmone

12 Dati α/β OARs Organo / lesione di interesse: α/β (Gy) cristallino 0.75 encefalo 2 midollo cervicale 2 midollo lombare 4 osso, frattura 2.3 polmone (polmonite) 4.8 polmone (fibrosi) 3.4 retto 3

13 Usare i parametri in vitro? Ipossia: Schwarz 1909, Gray 1953

14 Che cosa si fa quando non si hanno i parametri?

15 Studio del ca rinofaringe

16 Studio del ca rinofaringe Senza chemio Con chemio

17 Studio della fibrosi sottocutanea L irradiazione scatela la produzione di un fattore di crescita cellulare, il TGF-β Si ha una maggior proliferazione dei fibroblasti ed una maggior produzione di collagene. Indurimento e inspessimento del tessuto sottocutaneo Peggioramento del risultato estetico della radioterapia

fibroblasti ed una maggior produzione di collagene.

18 Studio della fibrosi sottocutanea Curva dose risposta da dati di PBI = partial breast irradiation, a 2 frazioni / giorno

19 Che cosa si fa quando non si hanno i parametri?

20 Sarcoma the overall treatment time did not influence local control. Therefore, prolonging overall treatment time may not lead to accelerated repopulation. There was no statistical evidence of difference for the five-year local control and overall survivall rates between the patients who received treatment in 3, 5, 10 fractions / week.

21 Radiobiologia in radioterapia Confrontare uno schema di frazionamento con un altro per ottenere le stesse complicanze ai tessuti sani o lo stesso controllo locale Fowler (1950): Ero incuriosito dai radioterapisti (così si chiamavano allora gli oncologi radioterapici) che prescrivevano 4000 rad (così si chiamavano allora i cgy) ad alcuni pazienti e 6000 ad altri. Noi fisici sapevamo di poter misurare la dose con un accuratezza dell 1% e di poterla erogare entro il 5% per cui non capivamo quest incertezza

22 Radiobiologia in radioterapia Vorrei trattare questo paziente Ho deciso in 5 frazioni di trattare invece questo che paziente 30, che in 5 dose frazioni devo invece che 30, dare? A causa che di cosa un guasto succede alla macchina, all organo il trattamento a rischio? dura 2 settimane in più, che dose devo dare in più per recuperare? Il paziente è stato trattato 2 anni fa ricevendo una certa dose al midollo, posso ritrattarlo?

23 Radiotherapy dose calculator l operatore deve inserire a mano i parametri radiobiologici Induce a credere che esistano parametri standard Non calcola il recupero fermo macchina Non calcola il cambio del numero frazioni

24 micro Module for Iso-effect Calculations in Radiation Oncology

25 Caratteristiche L operatore non deve inserire a mano i parametri Gestione centralizzata parametri radiobiologici Calcolo recupero fermi macchina Calcolo x cambio numero frazioni Generazione report

26 Conclusioni Fisica Chimica Radiobiologia Biologia Medicina Statistica

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