Localizzazione e monitoraggio del target durante la radioterapia stereotassica intracranica: confronto fra tecnologia Varian “Portal Vision™” con telecamera IR “exactrac®” e “Brainlab 6d exactrac®/Novalis Tx System integrato con Brainlab’s Robotics Couch

Abstract

I pazienti con diagnosi di lesioni cerebrali secondarie vengono generalmente trattati con chirurgia tradizionale. Quando questa non è possibile, il trattamento di elezione è la radioterapia stereotassica. Le variazioni giornaliere della localizzazione del target, legate al movimento del paziente e agli errori di set up, rappresentano da sempre una problematica per il corretto trattamento radioterapico.

Gli errori indotti dalla mobilità dei volumi possono essere ridotti con tecniche IGRT (Image-guided radiation therapy), che consentono una visualizzazione giornaliera del volume bersaglio e una adeguata copertura del target.

I sistemi IGRT consentono un più accurato posizionamento del paziente nelle singole frazioni, permettendo di erogare dosi elevate al volume bersaglio tumorale.

Obiettivo dello studio

Scopo del nostro studio è quello di descrivere e confrontare due sistemi di monitoraggio e localizzazione del target, in uso nella nostra struttura, l’Università Campus Bio-Medico di Roma (UCBM), per il trattamento delle lesioni intracraniche con radioterapia stereotassica.

Altro scopo dello studio è quello di evidenziare come le differenze tecnologiche tra le due strumentazioni utilizzate, Varian Portal Vision™ con telecamera IR ExacTrac® della BrainLAB e BrainLAB 6D ExacTrac®/Novalis Tx System integrato con BrainLAB’s robotics 6D couch, costituiscano un fattore qualificante per l’efficacia del trattamento radioterapico. Lo studio ci ha permesso di sviluppare un protocollo per il posizionamento dei marker sulla maschera termoplastica, utilizzando reperi anatomici facilmente individuabili in tutti i pazienti. Inoltre abbiamo verificato che il segnale ottenuto posizionando i marker secondo la disposizione indicata nel protocollo, fosse sempre rilevabile dal sistema di telecamere ad infrarossi presente nel bunker di terapia. Successivamente abbiamo valutato se il sistema con telecamera IR ExacTrac® è un valido sistema di verifica on-line.

Materiali e metodi

Le apparecchiature utilizzate sono una TC Siemens SOMATOM® Emotion® per la prima simulazione, procedura messa in atto per la preparazione del trattamento radioterapico, durante la quale vengono scelti il mezzo di immobilizzazione, il posizionamento del paziente e acquisite le immagini su cui verrà impostato il piano di terapia. Un Acceleratore Lineare Clinac® iX della Varian dotato di un sistema 2D-EPID ed un sistema di posizionamento con telecamera IR ExacTrac® della BrainLAB. Per la standardizzazione del posizionamento delle sfere riflettenti, abbiamo utilizzato una maschera termoplastica, modello corto Uni-frame® HO della Civco, i marker forniti dalla BrainLAB ed un sistema di telecamere ad infrarossi presente nel bunker di terapia. Prima di ogni trattamento, abbiamo controllato la visibilità dei fasci di terapia per ogni singolo paziente, riportando e analizzando i dati tramite un’analisi dei grafici ottenuti. Per la verifica dell’accuratezza del sistema con telecamera IR ExacTrac® come sistema di verifica on-line, al termine di ogni trattamento, sui pazienti sono state eseguite quattro verifiche portali con il Gantry a 0° ma con il lettino di terapia ruotato secondo quattro angolazioni diverse (45°, 90°, 270°, 315°). Le quattro immagini portali ottenute, sono state sovrapposte tramite tecnica di matching, in fase di post processing, con le DRR ottenute dalla TC di simulazione. Sono stati quindi confrontati i dati di potenziali spostamenti ottenuti dal sistema e stimati come significativi (>1mm), e questi confrontati con gli spostamenti ottenuti secondo lo stesso set-up con le immagini 2D-EPID (assunto come Gold Standard).

Il Protocollo sviluppato per il monitoraggio e la localizzazione del target nei trattamenti stereotassici intracranici, è stato applicato a 10 pazienti di cui 5 di sesso maschile e cinque di sesso femminile, di età compresa tra i 45 e i 60 anni, tutti affetti da singole lesioni secondarie intracraniche.

Risultati

Nella prima fase dello studio, per ciascun paziente è stato valutato, tramite un diagramma a dispersione, la percentuale di fasci di terapia visibili, con una la disposizione dei marker come da protocollo i risultati hanno mostrato che 94/107 (88%) dei fasci analizzati erano ben visibili, in particolare 8/10 pazienti presentavano una corretta visualizzazione degli archi. Nei restanti 2 pazienti abbiamo osservato una difficoltà nella rilevazione del segnale: nel primo caso (paziente n° 1) la localizzazione della lesione era troppo profonda, quindi il Gantry si sovrapponeva al segnale raccolto dalla telecamera ad infrarossi; nel secondo caso (paziente n° 10) si è verificata una perdita di segnale per usura della superficie esterna dei marker. Per la verifica della validità della telecamera IR ExacTrac® come sistema di verifica on-line, abbiamo effettuato un totale di 168 immagini EPI su 10 pazienti, con successiva verifica di matching con le DRR. Abbiamo registrato i seguenti parametri di predizione: Sensibilità 50%, Specificità 89%, Valore Predittivo Positivo 52%, Valore Predittivo Negativo 88%, Accuratezza (65%).

Conclusioni

Dopo le verifiche effettuate, siamo giunti alla conclusione che l’elevata stabilità del segnale dei marker rilevato dalla telecamera ad infrarossi presente nel bunker, emersa dallo studio ha reso possibile la creazione di un protocollo operativo standard per la disposizione dei marker riflettenti. I dati emersi dallo studio successivo hanno invece evidenziato la poca affidabilità del sistema con telecamera IR ExacTrac® come sistema di verifica on-line, ottenendo una bassa Sensibilità (50%) ed un Valore Predittivo Positivo pari al 52%; ciò indica che in caso di spostamento richiesto da questo sistema, nella metà dei casi esso è fonte di errore. In conclusione possiamo affermare che entrambi i sistemi di monitoraggio e localizzazione del target descritti in questo studio, Varian Portal Vision™ con telecamera IR ExacTrac® e BrainLAB 6d Exactrac/Novalis Tx System integrato con BrainLAB’s robotics 6D couch, sono validi per la localizzazione del paziente nel trattamento delle lesioni intracraniche con radioterapia stereotassica; si evidenzia anche come l’evoluzione tecnologica del secondo sistema ha permesso di eliminare le limitazioni presenti nel primo. Nonostante ciò il Varian Portal Vision™ e telecamera IR ExacTrac® rimane comunque un sistema valido e utilizzabile e meno complesso nel trattamento di radioterapia stereotassica intracranica.