Aspetti fisici dell'adroterapia parte1 17.05.2013.pdf - C.R. ENEA ...
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PRINCIPI FISICI<br />
DELL’ADROTERAPIA (1)<br />
M. Ciocca<br />
Unità di Fisica Medica, Fondazione CNAO, PV
<strong>Aspetti</strong> di fisica medica<br />
L’adroterapia nel contesto della moderna<br />
radioterapia<br />
Sistemi passivi e attivi di dose delivery<br />
Ottimizzazione e robustezza dei piani di<br />
trattamento<br />
Incertezze in adroterapia<br />
Descrizione del Sistema di Dose Delivery CNAO<br />
(S. Giordanengo, INFN-TO)<br />
Parte II: Dosimetria e QA dei fasci a scansione<br />
(S. Molinelli)
La moderna radioterapia: dalle<br />
semplici tecniche<br />
conformazionali 2-D…
… a complesse strategie 3-D di<br />
conformazione della dose e<br />
verifica del set-up (IGRT)
IMRT, MLC dinamici, DVH,<br />
TPS con<br />
inverse planning, …
Helical<br />
Tomotherapy Unit<br />
Robotic Cyberknife<br />
Unit
Vero Unit con sistemi IGRT<br />
integrati (real-time OTS,<br />
dual kV imager, CBCT)
Protoni<br />
121 MeV/u<br />
ioni carbonio<br />
400 MeV/u<br />
Coda frammentazione<br />
nucl.<br />
ioni carbonio<br />
115 MeV/u
L’adroterapia: metodica ai primi passi?<br />
• proposto uso protoni per RT già nel 1946<br />
(Wilson, Harvard)<br />
• 1° pz trattato con protoni nel 1954 (sinora<br />
> 100000 pz)<br />
• oltre 1300 pz. trattati con ioni elio etc.,<br />
Berkeley (1977-1992)<br />
• numerosi trials clinici con neutroni veloci negli<br />
anni 70-80 (effetti tardivi inaccettabili)<br />
• dal 1994, oltre 6500 pazienti trattati con ioni<br />
carbonio (NIRS Chiba, GSI)
Modalità PASSIVA di beam delivery<br />
1. Allargamento<br />
trasversale del fascio<br />
2. Modulazione<br />
energia (SOBP)
1° Diffusore<br />
300 mm<br />
2° Diffusore<br />
+ stopper<br />
Collimatore<br />
Φ = 35 mm<br />
Range<br />
Shifter<br />
Catana, LNS-INFN (L. Raffaele)<br />
Modulatore<br />
3000 mm<br />
Camere Monitor<br />
a trasmissione<br />
Collimatore<br />
finale<br />
personalizzato<br />
Isocentro
Fasci a scansione
3-D active scanning<br />
(pencil beam scanning):<br />
massima versatilità
OTTIMIZZAZIONE E ROBUSTEZZA<br />
DEI PIANI DI TRATTAMENTO<br />
IN ADROTERAPIA<br />
• Strategia SFUD, single field uniform dose:<br />
ottimizzazione individuale dei fasci (dose<br />
omogenea nel PTV da ciascun fascio)<br />
• IMPT (intensity-modulated particle therapy, T.<br />
Lomax 1999, PSI): “...a number of individually<br />
inhomogeneous (in dose) fields are calculated in<br />
such a way that, when combined, these fields<br />
deliver a homogeneous and conformal dose to the<br />
PTV, while reducing dose to selected OARs.”
Principali fonti di incertezza in<br />
adroterapia<br />
range delle particelle<br />
set-up paziente e movimento<br />
d’organo<br />
calcolo della dose da parte del TPS<br />
dose delivery<br />
RBE
(Bert C. et al, GSI, PMB 2008)<br />
PENCIL BEAM SCANNING:<br />
- >> sensibilità al movimento d’organo (respiro pz)<br />
- tecniche di mitigazione: rescanning, gating, DIBH,<br />
tracking on-line (PSI, HIT-DKFZ Heidelberg)
Come ottenere un<br />
piano robusto<br />
(oltre che col buon<br />
senso…)?<br />
Requisito: ∼ invarianza della distribuzione di<br />
dose a variazioni nell’anatomia del paziente!!!
Valutazione<br />
off-line
Dosimetria in vivo
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