XI sezione 1 - Elementi di fisica delle radiazioni e radiobiologia... 1 Capitolo 1 - Elementi di fisica delle radiazioni ionizzanti (A. Piermattei, L. Azario, D. Gaudino, F. Cichocki)... 1 Le radiazioni... 3 La struttura atomica... 5 Le interazioni tra particelle cariche e la materia... 7 Interazioni fotoni-materia... 11 Grandezze dosimetriche... 17 Macchine per trattamenti radioterapici... 19 Fasci di radiazione... 21 Bibliografia... 37 Adroterapia... 24 Introduzione... 24 Distribuzioni di dose percentuale... 24 Efficacia Biologica Relativa (EBR) e Trasferimento lineare di Energia o Linear Energy Transfer (LET)... 25 Quali sono le indicazioni per l adroterapia... 27 Indicazioni cliniche dell adroterapia... 29 Bibliografia... 30 Apparecchiature per adroterapia: il ciclotrone ed il sincrotrone (D. Pasini, P. Cornacchione)... 30 Il ciclotrone... 31 Il sincrotrone... 33 Bibliografia... 34 Brachiterapia... 35 Sorgenti radioattive... 35 Caratterizzazione delle sorgenti... 37 Calcolo del rateo di dose... 39 Calcolo del tempo di trattamento... 41 Bibliografia... 41 Assicurazione di qualità in radioterapia... 42 Introduzione... 42 Programma di Assicurazione di Qualità... 42 Frequenze e tolleranze dei controlli... 43 Acceleratori lineari... 43 Sistemi di Tomografia Assiale Computerizzata (TAC)... 44 Sistema computerizzato per piani di trattamento... 44 CQ della strumentazione dosimetrica... 44 Documentazione del AQ... 44 Bibliografia... 45 Radioprotezione (F. Cichocki, S. Ramella)... 46 La radioprotezione... 46 Le radiazioni ionizzanti... 46
XII Le radiazioni di origine naturale... 48 Effetti delle radiazioni... 49 Principi... 50 La normativa di radioprotezione... 51 Bibliografia... 59 Capitolo 2 - Elementi di radiobiologia (A.G. Morganti, N. Dinapoli)... 61 Bibliografia... 81 SEZIONE 2 - Le apparecchiature di radioterapia... 83 Capitolo 3 - Il simulatore tradizionale (M. Santarelli, R. Nigro, R. Canna, A. Fasciolo).. 85 Introduzione... 85 Cenni storici... 85 Componenti di un Simulatore Tradizionale... 87 Lo Stativo rotante... 87 Il lettino porta-paziente... 90 Workstation remota... 91 Ruolo della Simulazione tradizionale... 91 Simulazione autonoma... 91 Simulazione esecutiva... 92 Conclusioni... 93 Bibliografia... 94 Capitolo 4 - Il simulatore virtuale (S. Pergolizzi, A. Pontiero, C. De Renzis)... 95 Introduzione... 95 Procedure in Radioterapia... 96 Fasi e strumenti per la simulazione virtuale... 97 Software di Simulazione virtuale... 99 Conclusioni... 100 Bibliografia... 100 Capitolo 5 - Apparecchiature di roentgenterapia e plesioterapia (D. Pingitore)... 101 Bibliografia... 105 Capitolo 6 - Apparecchiature per telecobaltoterapia (D. Pingitore)... 107 Bibliografia... 110 Capitolo 7 - La gammaknife (R.M. D Angelillo, C. Greco)... 111 Introduzione e cenni storici... 111 Radiobiologia di un trattamento g-knife e decadimento del 60 Co... 112 Caratteristiche tecniche... 112 Fasi del trattamento... 116 Simulazione... 116 Treatment planning... 117 Esecuzione del trattamento... 118 Indicazioni cliniche... 118 Bibliografia... 119 Capitolo 8 - L acceleratore lineare: LINAC (V. Fusco, A. Fiorentino, D. Pasini, R. Caivano) 121 Introduzione... 121 Il bunker e la sala comando... 121 Componenti principali... 122
XIII La testata... 127 Sistemi accessori... 130 Principi di funzionamento... 132 Principali controlli di qualità... 134 Bibliografia... 136 Capitolo 9 - Gli acceleratori portatili (C. Aristei, A. Cavalli, D. Pasini)... 139 Introduzione... 139 Caratteristiche degli acceleratori lineari mobili... 139 Procedure di utilizzo dei LINAC mobili... 143 Figure professionali coinvolti, ruoli e responsabilità... 144 Aspetti di radio protezionistica... 146 Principali controlli di qualità... 147 Unità di terapia Producenti fotoni di bassa energia... 148 Bibliografia... 150 Capitolo 10 - Il cyberknife (S. Pergolizzi, A. Pontoriero, C. De Renzis)... 151 Introduzione e cenni storici... 151 Componenti Hardware del Cyberknife... 153 Sistema di Targeting delle Immagini (IGRT)... 156 Cyberknife: procedure... 159 Applicazioni cliniche del Cyberknife... 161 Trattamento delle lesioni intracraniche... 161 Trattamento delle lesioni extracraniche... 163 Trattamento della patologia extracranica... 163 Controlli di qualità... 165 Conclusioni... 166 Bibliografia... 167 Capitolo 11 - La tomoterapia (N. Di Muzio)... 169 Introduzione... 169 Componenti del sistema HI ART... 171 Funzionalità di base del sistema HI ART... 175 Parametri geometrici... 175 IGRT... 175 Erogazione del fascio radiante... 177 Patologie d elezione... 178 Confronto del sistema HI ART di TomoTherapy con le metodiche VMAT e RapidArc... 179 Bibliografia... 181 SEZIONE 3 - La radioterapia a fasci esterni e la brachiterapia... 183 Capitolo 12 - La simulazione (F. Cellini, L.E. Trodella, P. Cornacchione)... 185 Introduzione... 185 Apparecchiature e Procedure per la Simulazione... 186 Simulazione convenzionale... 187 Simulazione virtuale... 188 I Sistemi di Immobilizzazione e Riposizionamento (SIR)... 190 Maschere termoplastiche... 191 Caschi stereotassici... 192 Vacuum Locked (Vac-Loc) o Vacuum Bag... 192 Wing Board... 193
XIV Breast Board... 194 Supporto cranio spinale... 195 Belly Board... 195 Dual Leg... 196 Presidi di posizionamento per stereotassi extracranica (SBRT)... 196 I Volumi di Trattamento in Radioterapia... 197 Le linee guida dell ICRU... 197 Cos è l ICRU... 197 Ruoli ed importanza delle raccomandazioni ICRU... 198 I principali Report sul Trattamento Radiante... 198 I volumi di Trattamento... 199 Il Bersaglio (o Target)... 199 Gli Organi a Rischio (OAR)... 200 Individuazione dei Volumi di Trattamento... 201 Bibliografia... 205 Capitolo 13 - Il piano di trattamento (G.C. Mattiucci, G. Stimato, M.A. Gambacorta, L. Boldrini, R. Canna, D. Pasini)... 207 Introduzione... 207 Configurazionbe tipica hardware di un TPS... 208 Le reti, il protocollo DICOM e i sistemi di R&V... 209 I modificatori del fascio... 214 Bolus e compensatori... 218 I software e i principali algoritmi di calcolo... 219 Correzioni per l irregolarità della superficie e le disomogeneità di tessuto... 220 Le procedure di Planning... 223 Il Gross Tumor Volume (GTV)... 223 Il Clinical Target Volume (CTV)... 224 Il Planning Target Volume (PTV... 224 L Internal Target Volume (ITV)... 225 Gli Organi a Rischio (OAR)... 226 Il Planning at Risk Volume (PRV)... 226 Il Treated Volume (TV)... 226 Il Remaining Volume at Risk (RVR)... 227 Sistemi di contornazione... 227 Field set up... 228 Il Forward Planning... 228 L inverse planning (IMRT)... 232 La normalizzazione... 233 L istogramma Dose-Volume: caratteristiche e tipologie... 234 I modelli biologici... 234 Verifiche e principali controlli di qualità... 236 Bibliografia... 239 Capitolo 14 - Sistemi di verifica del set-up: dalla gammagrafia all OBI (E. Ippolito, A. Nacca) 241 Introduzione... 241 Errori e verifica del set-ut... 241 Sistemi di verifica 2D... 242 I sistemi portati a film... 242 I sistemi di rilevazione digitale (EPID)... 244 EPID e fiducials... 247 Sistemi di verifica 2D-avanzati... 247 Bibliografia... 248
XV Capitolo 15 - IGRT e l Adaptive Radiotherapy: OBI e CBCT (G.R. D Agostino, F. Miccichè, D. Rofena)... 249 Introduzione... 249 2D OBI KW... 249 Cone Beam CT... 249 IGRT... 249 Sistemi per IGRT... 250 Modalità di acquisizione della Cone Beam CT con Kilovoltaggio... 252 Modalità di acquisizione della Cone Beam CT con Megavoltaggio... 253 Sistemi di Verify e Workflow con IGRT... 253 Bibliografia... 254 Capitolo 16 - Le tecniche conformate (G. Stimato, E. Ippolito, M. Fiore, A. Nacca)... 255 Introduzione: dalla radioterapia 1D alla radioterapia 5D... 255 Radioterapia conformazionale... 258 Introduzione... 258 Treatment Planning... 259 Terapia con elettroni... 263 Controlli di qualità... 265 Radioterapia ad Intensità Modulata (IMRT)... 266 Introduzione... 266 Treatment Planning... 267 Controlli di qualità... 270 Il ruolo del teccnico di radioterapia... 272 Bibliografia... 274 Capitolo 17 - Le tecniche volumetriche (G.C. Mattiucci, R. Canna)... 275 Introduzione... 275 Tomotherapy... 275 Tecniche IMAT... 278 Conclusioni... 280 Bibliografia... 281 Capitolo 18 - Le tecniche speciali (F. Cellini, P. Cornacchione, A. Mameli, A. Montagnoli, M. Fiore)... 283 La Stereotassi... 283 Introduzione... 283 Definizione... 283 Evoluzione della tecnica stereotassica... 284 Caratteristiche principali di un trattamento stereotassico... 284 Le fasi di impostazione di un trattamento stereotassico... 285 Aspetti tecnici e operativi della Stereo Brain (stereotassi encefalica)... 286 Sistemi d immobilizzazione della stereotassi intracranica... 286 Caschi invasivi fissi... 286 Caschi non invasivi riposizionabili... 289 Optically-guided frameless system... 291 Aspetti fisico-dosimetrici... 294 Bibliografia... 297 Capitolo 19 - IORT, TBI, TSI e GATING (M. Balducci, G. Mantini, P. Bannetta)... 299 La radioterapia Intraoperatoria (IORT)... 299 Introduzione... 299 Definizione e indicazioni... 299
XVI Apparecchiature... 299 Delivery (esecuzione)... 302 Procedure... 304 Aspetti dosimetrici della IORT... 306 Bibliografia... 307 Total Body Irradiation (T.B.I.)... 308 Introduzione... 308 Definizione e aspetti clinici... 308 Tipi di TBI... 310 Aspetti tecnici... 310 Aspetti fisici... 315 Personale dedicato... 316 Bibliografia... 317 Total Skin Irradiation (T.S.I.)... 319 Introduzione... 319 Definizione e aspetti clinici... 319 Aspetti tecnici... 321 Aspetti fisici... 323 Personale dedicato... 324 Bibliografia... 324 Radioterapia 4D: Il controllo del movimento... 326 Introduzione... 326 Gating respiratorio... 326 Bibliografia... 328 Capitolo 20 - La brachiterapia (D. Smaniotto, S. Luzi, A. Villa, L. Tagliaferri, C. Lafaenza) 329 Introduzione... 329 Cenni storici... 330 Isotopi radioattivi utilizzati... 331 Sorgenti sigillate... 331 Sorgenti non sigillate... 333 Modalità delle tecniche brachiterapiche... 334 Brachiterapia interstiziale... 334 Brachiterapia endocavitaria... 336 Brachiterapia endoluminale... 338 Brachiterapia endovascolare... 338 Brachiterapia metabolica... 338 Sistemi di caricamento... 339 Manual pre-loading... 339 Manual after-loading... 340 Remote after-loading... 340 Durata dell irradiazione... 341 Intensità di dose (basso, medio ed alto rateo di dose)... 342 LDR... 342 HDR... 342 PDR... 343 Gestione delle sorgenti e ruolo del T.S.R.M.... 344 Movimento delle sorgenti... 345 Tipologia delle sorgenti e manipolazione... 345 Caratteristiche principali delle apparecchiature di after-loading... 351 Elementi di dosimetria in brachiterapia... 355 Bibliografia... 357
XVII SEZIONE 4 - Principi di integrazione con farmaci ed effetti collaterali dei trattamenti radianti... 359 Capitolo 21 - I trattamenti integrati: radioterapia e farmaci (S. Ramella, A. Iurato, B. Floreno) 361 Introduzione... 361 Basi radiobiologiche dell integrazione radio-chemioterapica... 361 Danno cromosomico o al DNA ed inibizione dei meccanismi di riparazione... 362 Sincronizzazione del ciclo cellulare e reclutamento... 362 Attivazione dell apoptosi... 363 Riossigenazione... 363 Farmaci ad azione radiosensibilizzante... 365 Cisplatino... 365 5-Fluorouracile... 366 Taxani... 367 Pemetrexed... 368 Gemcitabina... 371 Terapie biologiche (o Target Therapy)... 371 Farmaci ad azione radioprotettrice... 374 Amifostina... 374 Bibliografia... 375 Capitolo 22 - Effetti collaterali e cenni sugli effetti tardivi (G. Mantello, S. Manfrida, F. Cucciarelli, L. Nardone)... 377 Introduzione... 377 Sistema emopoietico... 378 Struttura anatomico-funzionale del sistema emopoietico... 379 Patofisiologia del danno radioindotto... 379 Sintomi e segni... 380 Fattori che influenzano la reazione midollare... 380 Stadiazione della tossicità ematologica... 381 Management... 381 Sistema cutaneo... 382 Struttura anatomico-funzionale del sistema cutaneo... 382 Patofisiologia... 383 Sintomi e segni... 384 Fattori che influenzano la reazione cutanea... 385 Stadiazione della tossicità cutanea e Management... 387 Sistema nervoso centrale... 387 Struttura anatomico-funzionale... 387 Patofisiologia... 388 Manifestazioni cliniche... 389 Fattori predisponenti... 389 Stadiazione... 389 Management... 390 Distretto testa-collo... 390 Struttora anatomico-funzionale della mucosa e ghiandole salivari... 391 Patofisiologia... 392 Sintomi e segni... 393 Impatto della dose... 394 Impatto del volume... 395 Fattori che influenzano la comparsa di reazioni acute... 396 Stadiazione della tossicità del distretto testa-collo... 397 Management... 397
XVIII Distretto toracico-polmonare... 397 Cenni anatomici e fisiologici... 397 Fisiopatologia del danno radio indotto... 398 Sindromi cliniche... 398 Fattori condizionanti la tossicità... 400 Scale di tossicità... 401 Management... 401 Apparato digerente... 401 Cenni anatomico-fisiologici... 401 Cause dell irradiazione dell esofago... 402 Modificazioni anatomo-patologiche... 403 Sindromi cliniche... 403 Definizione dei volumi e parametri dosimetrici... 404 Scale di tossicità... 404 Management... 405 Appparato digerente: stomaco... 405 Cenni anatomico-fisiologici... 405 Cause dell irradiazione dello stomaco... 406 Fisiopatologia del danno radio indotto e sindromi cliniche... 406 Dosi di tolleranza... 407 Scale di tossicità... 408 Management... 408 Apparato digerente: intestino tenue... 409 Struttura anatomico-funzionale... 409 Patofisiologia... 410 Manifestazioni cliniche... 410 Fattori predisponenti... 411 Stadiazione tossicità acuta intestinale... 412 Management... 412 Apparato digerente: retto-ano... 412 Struttura anatomico-funzionale... 414 Struttura del retto... 414 Patofisiologia... 414 Manifestazioni cliniche... 415 Fattori predisponenti... 415 Stadiazione tossicità acuta intestinale... 417 Management... 418 Apparato gennito urinario: vescica... 418 Cenni anatomico-fisiologici... 418 Cause dell irradiazione vescicale... 419 Struttura funzionale della vescica e sindromi cliniche... 419 Limiti di dose... 420 Scale di tossicità... 420 Management... 422 Bibliografia... 422 SEZIONE 5 - Aspetti gestionali: qualità, rischio. flusso di immagini e aspetti psicologici 425 Capitolo 23 - Assicurazione di qualità in radioterapia (V. Frascino, M. Bianchi, D. Pasini). 427 Introduzione... 427 Linee guida... 428 I Controlli di Qualità (CdQ)... 430
XIX Il manuale di qualità e l Ufficio Qualità... 431 Il ruolo del personale... 434 L accreditamento... 437 Bibliografia... 438 Capitolo 24 - Risk management in radioterapia (L. Pompei, M. Loffreda, M. Russo)... 441 Introduzione... 441 Terminologia... 442 Rischio clinico... 442 Metodi e strumenti per l identificazione, l analisi e la gestione del rischio... 443 FMEA e FMECA... 443 Descrizione metodo FMEA-FMECA... 444 Analisi del rischio clinico in Radioterapia (fase 2 della FMECA)... 447 Bibliografia... 455 Capitolo 25 - La gestione e l archiviazione delle immagini digitali: il PACS (F. D Agostino, C. Mallio, R. Del Vescovo, C.C. Quattrocchi, R.F. Grasso, B. Beomonte Zobel)... 457 Introduzione... 457 Definizione... 458 Acquisizione delle immagini... 458 Calcolatore centrale o unità centrale... 459 Sistemi di archiviazione... 460 Ridondanza nell archiviazione... 461 Compressione delle immagini... 461 Stazioni di lavoro... 462 Rete di comunicazione... 466 Formato delle immagini... 467 Lo standard Health Level 7... 467 HIS e RIS... 468 Sistemi di ausilio alla refertazione... 470 Software di riconoscimento vocale... 470 Referto strutturato... 470 L iniziativa IHE (Integrative Healthcare Enterprise)... 471 Recenti sviluppi e prospettive future... 471 Bibliografia... 473 Capitolo 26 - Aspetti psicologici nella gestione del paziente oncologico (A. Scopa, C. Barba, D. Piccari, A. Turriziani)... 475 Introduzione... 475 La malattia oncologica... 475 Il vissuto del malato: malattia come crisi della persona... 475 I bisogni del malato lungo la traiettoria di malattia... 476 Il ruolo della famiglia... 478 La relazione con il paziente... 480 La relazione d aiuto... 480 La comunicazione... 481 Il ruolo del tecnico di radioterapia... 483 Attenzione alla malattia o alla persona?... 483 Tutelare la Qualità della Vita del malato... 484 Stress e rischio di burnout... 485 Bibliografia... 487