Un nuovo sistema per irradiare più intensamente e con minor pericolo


    [22/10/2004] L'avvento dell'elettronica ha avuto un impatto enorme nel ridurre l'invasività delle procedure nel campo della diagnostica e della terapia medica.

    L'ultimo apparato, realizzato dal progresso scientifico, è un nuovo dispositivo per collimare (o concentrare) le radiazioni: un collimatore micro-multilamellare ('cyberleaf') che consente di aumentare molto la dose di irradiazione, esattamente e unicamente nella massa patologica interessata, senza accrescere ulteriormente la dose globale.

    Gli altri sistemi, sin ora usati, "sbavano", colpendo anche i tessuti sani circostante. Gli effetti sono rapido e automatici, anche nel caso di lesioni di forma geometricamente complessa.

    La nuova apparecchiatura è utilizzata nell'ambito del "Gruppo Ospedaliero San Donato", dove opera il "Brain Network" , cui fanno riferimento specialisti e strutture specifiche quali l'Istituto Policlinico San Donato di San Donato Milanese, l'Istituto Ortopedico Galeazzi, l'Istituto Clinico San Siro e l'Istituto Clinico Sant'Ambrogio a Milano, il Policlinico S. Marco a Bergamo-Zingonia, e a Pavia, Vigevano, Como, Carate Brianza, e Brescia.

    Tali specialisti e strutture possono da oggi disporre per i propri pazienti dell'avanzatissima apparecchiatura radiologica denominata "cyberculla", usata, a scopo terapeutico, per interventi su tumori cerebrali e non solo.

    Le lamelle del collimatore sono controllate da un calcolatore che elabora il piano di trattamento, modifica la loro posizione e, quindi, la forma del fascio, mentre la testa dell'acceleratore si muove lungo l'arco di trattamento, variando gradatamente la conformazione del fascio in modo dinamico.

    [inline: 1= Immagine - 1 - Le lamelle del Top Gun riprendono esattamente la forma identificata dal computer] Immagine - 1 - Le lamelle del Top Gun riprendono esattamente la forma identificata dal computer

    "Queste tecniche, - ha affermato il professor Giovanni MEOLA; Cattedratico Neurologia, Università Studi Milano - Direttore Dipartimento Neurologia Istituto Policlinico San Donato - per essere veramente efficaci ed utilizzate al meglio, devono essere gestite da un gruppo affiatato di operatori sanitari con competenze diverse. In particolare è necessaria la stretta collaborazione tra neurochirurgo, radioterapista e fisico sanitario."

    Il radioterapista è necessario per le sue competenze di natura radiobiologica, soprattutto nel momento in cui si definiscono protocolli e procedure, nelle quali si indicano dosi e modalità di frazionamento.

    Il lettino computerizzato/robotizzato, su cui si posiziona il paziente per i trattamenti radianti è comunemente chiamato "cyberculla".

    Consente movimenti plurimi lungo vari assi di libertà, che risultano impossibili agli altri lettini analoghi.

    Il nuovo dispositivo è "cyber" perché può automaticamente e autonomamente mettere in atto aggiustamenti anche minimi per portare e, soprattutto, mantenere il corpo del paziente sempre nell'esatto punto di posizionamento terapeutico, con precisione millimetrica per esporlo sotto la-mira esatta dei raggi, escludendo qualsiasi errore umano di posizionamento, anche nei trattamenti tradizionali eseguiti quotidianamente e ripetutamente per lungo tempo.

    [inline: 2= Immagine - 2 - Esempi di manovrabilità del diaframma del top gun] Immagine - 2 - Esempi di manovrabilità del diaframma del top gun

    Il "collimatore multilamellare dinamico" e l'annesso apparato di radiochirurgia, consentono la somministrazione della dose di irradiazione nel modo più preciso e delimitato ad un volume/'massa' patologica anche di conformazione complessa e irregolare (= radioterapia conformazionale), raggiungendo un'assoluta precisione "balistica" anche nella radioterapia di routine.

    [inline: 3= Immagine - 3 - Foto di una paziente posizionata sulla Cyberculla sotto il Top Gun in alto a destra]
    Immagine - 3 - Foto di una paziente posizionata sulla Cyberculla sotto il Top Gun in alto a destra

    E' un dispositivo che, montato sulla testata di un acceleratore di particelle, consente di modificarne il fascio primario, grazie a sottili lame di tungsteno comandate da micromotori, che disegnano la forma del fascio in maniera da riprodurre e ricoprire perfettamente la forma della lesione da irradiare.

    Si può così erogare dosi superiori al tumore, con maggiore efficacia terapeutica, e dosi molto ridotte ai tessuti sani circostanti, ottenendo minimi effetti collaterali e sequele iatrogene trascurabili.

    La configurazione di base ha un set di tre telecamere (montate di fronte all'acceleratore e al paziente in modo da inquadrare la scena del trattamento), una serie d'emettitori (sferette riflettenti) che identificano il paziente e un software con interfaccia grafica per il controllo della scena ed il calcolo della posizione del paziente rispetto all'isocentro dell'acceleratore.

    Il complesso della "cyberculla" è formato da diverse parti.

    Il sistema "dMLC" dynamic Multileaf Collimator) permette di collimare in tempo reale la radiazione emessa dall'acceleratore conformandola al volume/bersaglio durante la rotazione del braccio rotante (gantry).

    Il dispositivo é costituito da un micro collimatore multilamellare(top-gun) montato sul braccio dell'acceleratore e collegato ad un sistema elettronico di controllo robotizzato ed un computer per l'esecuzione del trattamento pianificato.

    Il collimatore, prodotto da 3DLine, si evidenzia rispetto ai collimatori convenzionali, per le particolari caratteristiche fisiche e meccaniche.

    E' formato da 24 coppie di lamelle in tungsteno doppiamente focalizzate (pari ad un campo massimo di trattamento di circa 11x12 cm).

    La focalizzazione, combinata allo spessore di 8 cm, comporta l'aumento, di fatto. della qualità del trattamento.

    Ogni lamella si muove grazie ad un motore ed un proprio microchip che le permettono una velocità massima di circa 1 cm al sec.

    Grazie a queste prestazioni é possibile conformare in tempo reale la posizione delle lamelle al volume e forma della patologia bersaglio e quindi di utilizzare, per la cura del tumore, tutte le tecniche classiche di trattamento.

    L'apparecchiatura è progettata per essere completamente indipendente dal modello degli acceleratori già in uso, il che lo rende compatibile con ogni acceleratore di particelle presente nei centri di cura.

    I sistemi di sicurezza del dispositivo

    Opportuni sistemi di sicurezza consentono di interrompere l'irradiazione in caso di necessità.

    Nella configurazione maggiore, il sistema consente anche la correzione dei movimenti del paziente durante il trattamento.

    L'innovatività del sistema e le soluzioni tecniche adottate lo rendono uno dei prodotti con le maggiori potenzialità di utilizzo nei prossimi anni.

    Con il nome "FreeDOM" si identifica la combinazione del sistema di tracciamento ottico con un lettino ("Exapod" - Medical Intelligence) fornito di movimenti programmabili tramite un computer esterno.

    Le telecamere, riprendendo la scena, registrano in tempo reale i piccoli spostamenti del paziente (dovuti ad esempio alla respirazione) e li compensano pilotando adeguatamente il lettino per garantire che il bersaglio della terapia sia sempre nella posizione giusta per l'irraggiamento.

    L'utilizzo contemporaneo/in accoppiata di queste due apparecchiature costituisce una novità assoluta e garantisce al trattamento radiante la massima precisione e riproducibilità.

    Ne risulta, quindi, un'ottimizzazione della irradiazione con frazionamento convenzionale della dose per quelle patologie oncologiche che richiedono una radioterapia di precisione/conformazionale a causa delle contiguità con organi o tessuti critici sensibili, ad esempio tumori del Sistema Nervoso Centrale, carcinomi della prostata, tumori della sfera otorinolaringoiatrica.

    [inline: 4= Immagine - 4 - Tumore evidenziato tridimensionalmente dal tessuto circostante] Immagine - 4 - Tumore evidenziato tridimensionalmente dal tessuto circostante

    E' inoltre possibile ridurre 'drasticamente' il numero totale di sedute di irradiazione, passando dalle attuali 30-35 applicazioni [necessariamente estese/diluite su più settimane] ad appena 5-4-3-2 (ipofrazionamento), fino anche ad una volta soltanto [qualche decina di minuti], ponendo così la radioterapia come efficace alternativa terapeutica all'atto chirurgico (qualora non possibile o rifiutato) o come suo utile completamento (qualora la chirurgia sia solo parziale o non radicale).

    Si possono irradiare, con maggiori possibilità di successo, pazienti con tumori recidivati a un precedente trattamento in vari distretti corporei: capo e collo, polmone, addome.

    Il duo 'cyberculla' (Robotic Targeting Couch) & 'top gun' radioterapico (Cyberleaf), in servizio a Milano e Baltimora in contemporanea prima mondiale, possono trattare tumori cerebrali, spinali, polmonari, e poi del seno e prostatici, con un'applicazione unica in un quarto d'ora invece di sedute ripetute lungo più settimane.

    "La cyberculla – ha spiegati il professor Cesare Giorgi, cattedratico di Neurosurgery al dipartimento neurochirurgico dell'Università del Maryland-Baltimora e Direttore del programma Radioterapia & Neurochirurgia assistita dal Computer alla Fondazione "Agarini" della Università John Hopkins, nonché responsabile della divisione di Radioterapia dell'Istituto Policlinico San Donato - comporta un ampliamento delle età operabili e si apre una nuova frontiera e una nuova sfida, soprattutto nell'ambito dei tumori del tronco cerebrale e del midollo spinale, finora irraggiungibili perché normalmente circondati da strutture troppo importanti/determinanti per rischiare di aggredirli non solo chirurgicamente ma pure con le convenzionali terapie "radianti"."

    Inoltre sempre grazie alla grande attenzione/precisione assicurate dalla "cyberculla" possono essere trattate patologie pure non oncologiche come ad esempio le patologie artero-venose (MAV) o altre lesioni in qualunque parte del corpo laddove sia indicato il trattamento con radiazioni ionizzanti.

    "Con la "Cyberculla" – ha concluso il professor Giorgi - l'evento tumorale, vascolare o traumatico non viene "guarito" ma aggredito in modo puntuale e mirato quindi tenuto sotto controllo, consentendo il prolungamento della sopravvivenza ed assicurando al malato una migliore qualità di vita."

    [inline: 5= Immagine - 5 - In un colpo solo ed in una seduta sola il tumore viene distrutto senza disturbo dei tessuti circostanti]
    Immagine - 5 - In un colpo solo ed in una seduta sola il tumore viene distrutto senza disturbo dei tessuti circostanti

    Un sicuro passo avanti che conforta gli studi e le ricerche sui meccanismi di rigenerazione cellulare fin qui condotti, che non escludono ma anzi impongono da parte degli specialisti delle "neuroscienze" (neurobiologi, neurologi clinici, neurochirurghi, neuroriabilitatori) la necessità di intervenire, ove possibile, per limitare o debellare le conseguenze di un possibile insulto traumatico, tumorale o vascolare.

    Sitografia

    GSD - Gruppo Ospedaliero San Donato www.grupposandonato.it

    UNIMI - Università degli Studi di Milano www.unimi.it

    UMB - University of Mariland Baltimore www.umaryland.edu

    JHU - Johns Hopkins University www.jhu.edu



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