RUOLO DELL’ IMAGING NELLA MODERNA RADIOTERAPIA

Belluno, 9-16 dicembre 2005

Dr.ssa T. IannoneDr. A. BordinU.O. Di Radioterapia- Ospedale S. Martino Belluno

RUOLO DELL’ IMAGING IN RUOLO DELL’ IMAGING IN RADIOTERAPIA ONCOLOGICARADIOTERAPIA ONCOLOGICA

�� Nella Nella stadiazionestadiazione della neoplasiadella neoplasia�� Nella pianificazione ( e verifica) del piano di Nella pianificazione ( e verifica) del piano di

cura cura radioterapicoradioterapico�� Nella valutazione della risposta al trattamentoNella valutazione della risposta al trattamento�� Nel Nel followfollow--upup

OBIETTIVO DELLA RADIOTERAPIAOBIETTIVO DELLA RADIOTERAPIA

Erogare una dose di radiazioni sufficiente a Erogare una dose di radiazioni sufficiente a distruggere il tumore senza indurre distruggere il tumore senza indurre complicanze gravi ( dovute alla eccessiva complicanze gravi ( dovute alla eccessiva irradiazione dei tessuti sani)irradiazione dei tessuti sani)

Tumor Control Probability

Probability of Complications

Controllo di malattia Controllo di malattia subclinicasubclinica

>90%>90%>90%>90%5050

>90%>90%8080--90%90%4040

6060--70%70%6060--70%70%3030--3535

Ca vie respiratorie e Ca vie respiratorie e digestive superioridigestive superiori

Ca mammellaCa mammellaDose (Gy)Dose (Gy)

Dosi di tolleranza dei tessuti saniDosi di tolleranza dei tessuti sani( 2 ( 2 GyGy/ giorno X 5 / giorno X 5 gggg/settimana)/settimana)

2211TesticoloTesticolo101066OvaioOvaio

70705555Encefalo Encefalo

60605050Midollo spinaleMidollo spinale40403535FegatoFegato40402020TiroideTiroide30302020ReneRene121266OcchioOcchio

TD TD 50/5 50/5 ****((GyGy))TD TD 5/55/5** (( GyGy))

TD 5/5: 5% di probabilità di complicanze dopo 5 anni dalla RT

TD 50/5: 50% di probabilità di complicanze dopo 5 anni dalla RT

�� RADIOTERAPIA CONVENZIONALERADIOTERAPIA CONVENZIONALE

�� RADIOTERAPIA CONFORMAZIONALERADIOTERAPIA CONFORMAZIONALE

RADIOTERAPIA CONVENZIONALERADIOTERAPIA CONVENZIONALE2D2D

�� Campi di irradiazione definiti al Campi di irradiazione definiti al simulatore sulla base di immagini simulatore sulla base di immagini planariplanari

�� Campi ampi, geometrie sempliciCampi ampi, geometrie semplici

�� Calcolo della dose eseguito su Calcolo della dose eseguito su singoli punti particolarmente singoli punti particolarmente rappresentativirappresentativi

.................... .................... da cuida cui

�� Irradiazione di grandi quantità di tessuti saniIrradiazione di grandi quantità di tessuti sani� Rapporto costo/beneficio non ottimale

Bassi livelli di dose raggiungibili

RADIOTERAPIA CONFORMAZIONALERADIOTERAPIA CONFORMAZIONALE3D3D

�� Il piano di cura Il piano di cura radioterapicoradioterapicoviene elaborato sulla base della viene elaborato sulla base della individuazione della patologia individuazione della patologia tumorale e delle strutture tumorale e delle strutture anatomiche utilizzando le nuove anatomiche utilizzando le nuove tecniche di tecniche di imagingimaging..

•• I I campi di irradiazione sono campi di irradiazione sono conformati ( con sagomature dei conformati ( con sagomature dei campi o impiego di collimatorecampi o impiego di collimatoremultilamellaremultilamellare))

.................... .................... da cuida cui

�� Miglioramento del controllo localeMiglioramento del controllo localeperchèperchè possibile erogare sulla malattia possibile erogare sulla malattia tumorale una dose più elevata di tumorale una dose più elevata di radiazioni ( dal 5 al 20% in più)radiazioni ( dal 5 al 20% in più)

�� Riduzione della morbilitàRiduzione della morbilità in quanto in quanto possibile ridurre la dose ai tessuti sani possibile ridurre la dose ai tessuti sani limitrofilimitrofi

�� In teoria:In teoria:

�� In pratica:In pratica:

la RT conformazionale troverebbe indicazione in tutti i pazienti affetti da neoplasia curabile con radiazioni

in quanto metodica ad elevato impegno di risorse tecnologiche ed umane, la RT conformazionaleviene riservata ai pazienti in cui è prevedibile che un aumento del controllo locale si associ ad un aumento della sopravvivenza e/o ad una migliore qualità di vita

Attività della U.O. di BellunoAttività della U.O. di Belluno

0

100

200

300

400

500

600

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

RT 2DRT 3D

La precisa delineazione dei volumi di interesse di ogni singolo paziente rappresenta uno degli aspetti più critici nella preparazione del piano di cura radioterapico.

Tale processo può risentire di:

�Variazioni intra o interpersonali�Utilizzo di linee guida/protocolli diversi o diversamente

interpretati�Limitata risoluzione delle modalità di imaging

VOLUMI DI INTERESSE RADIOTERAPICO VOLUMI DI INTERESSE RADIOTERAPICO (1)(1)

�� GTV ( GTV ( GrossGross Target Volume)Target Volume)

�� CTV (CTV (ClinicalClinical Target Volume)Target Volume)

�� PTV ( Planning Target Volume) PTV ( Planning Target Volume)

Volume contenente la malattia neoplastica dimostrabile, cioè palpabile e/o visibile agli esami strumentali

GTV + volume con sospetta estensione microscopica di malattia, cioè con malattia subclinica ( non palpabile e non visibile agliesami strumentali)

Volume che contiene il CTV e che tiene conto dei margini di incertezza di riposizionamento del paziente e dei movimenti fisiologici degli organi

VOLUMI DI INTERESSE RADIOTERAPICO VOLUMI DI INTERESSE RADIOTERAPICO (2)(2)

�� Organi di Rispetto (OR):Organi di Rispetto (OR):1. Midollo spinale

2. Encefalo

3. Rene

4. Fegato

5. Vescica

6. Retto

7. Occhio

Il punto di vista delIl punto di vista delRadioterapistaRadioterapista OncologoOncologo

Per un corretto “ counturing” dei volumi di interesse sono necessari:

1. Informazioni riguardo l’intera “ quantità” di malattia

2. Esatta rappresentazione della normale anatomia

3. Eccellente contrasto fra neoplasia e tessuti sani

4. Visualizzazione dell’ eterogeneità tumorali

5. Metodo riproducibile

6. Metodo con un buon rapporto costo/efficacia

TACTAC

�� Elevata fedeltà anatomicaElevata fedeltà anatomica�� Alta risoluzione spazialeAlta risoluzione spaziale�� Ridotti tempi di acquisizione e ricostruzioneRidotti tempi di acquisizione e ricostruzione

Permette di ottenere, in tempi brevi, grandi quantità Permette di ottenere, in tempi brevi, grandi quantità di informazioni anatomiche di elevata accuratezza di informazioni anatomiche di elevata accuratezza geometricageometrica

VANTAGGI

TACTAC

LIMITI

• Ridotto contrasto dei tessuti molli

CTV

CTVRMNRMN

�� Ottima risoluzione a basso contrastoOttima risoluzione a basso contrasto�� Ottima differenziazione tra neoplasia e Ottima differenziazione tra neoplasia e

tessuti circostanti ( specie a livello di tessuti circostanti ( specie a livello di tessuti molli: es. SNC e prostata)tessuti molli: es. SNC e prostata)

VANTAGGI

RMNRMN

LIMITILIMITI

• diffusione limitata

• problemi di distorsione spaziale che possono alterare la posizione dei volumi di interesse rispetto ai marker anatomici, alla cute del paziente o ai marker esterni

NEOPLASIA PRIMITIVA DELL’ ENCEFALO

CTV

GTV

ADENOCARCINOMA DELLA PROSTATA

La RMN è l’unica tecnica diimaging che consente :

• la identificazione e localizzazione del tumore

• la definizione del volume tumorale

• la valutazione di eventuale infiltrazione di vescichette seminali, capsula, fascianeurovascolare

NEOPLASIE DELLA TESTA COLLONEOPLASIE DELLA TESTA COLLO

�� E’ un distretto anatomico costituito da numerose E’ un distretto anatomico costituito da numerose strutture anatomiche di piccole dimensioni.strutture anatomiche di piccole dimensioni.

�� Per lo studio di tale distretto sono indispensabili Per lo studio di tale distretto sono indispensabili metodiche di metodiche di imagingimaging::

1. ad elevata risoluzione spaziale

2. ad elevata risoluzione di contrasto

3. che permetta della acquisizioni multiplanari

NEOPLASIE della TESTANEOPLASIE della TESTA--COLLOCOLLO

1.1. T1 di piccole dimensioni del cavo oraleT1 di piccole dimensioni del cavo orale--orofaringe orofaringe 2.2. Infiltrazione base lingua Infiltrazione base lingua 3.3. Infiltrazione delle cartilaginiInfiltrazione delle cartilagini ( sensibilità 89%)( sensibilità 89%)

4.4. Diffusione Diffusione perineuraleperineurale e e perivascolareperivascolare( sensibilità 95%)( sensibilità 95%)

5.5. Estensione alla fossa cranica anteriore e media Estensione alla fossa cranica anteriore e media ( sensibilità 80%)( sensibilità 80%)

6.6. Infiltrazione midollare nel caso di coinvolgimento Infiltrazione midollare nel caso di coinvolgimento periostaleperiostale ( sensibilità 100%)( sensibilità 100%)

RMN > TAC nel valutare

NEOPLASIE della TESTANEOPLASIE della TESTA--COLLOCOLLO

�� Erosione osseaErosione ossea�� Artefatti da movimentoArtefatti da movimento

TAC> RMN

PETPET

• Permette di evidenziare lo stato metabolico e funzionale dei tessuti

• Prevede l’utilizzo di radiofarmaci diversi anche se il più usato attualmente è il F-desossiglucosio ( FDG) che misura l’ attività metabolica del tessuto

Gran parte delle malattie sono innescate da alterazioni metabolico/funzionali

La funzionalità metabolica è un processo chimico

Le anomalie funzionali precedono le modificazioni anatomiche

Anche quando si verificano delle variazioni strutturali, queste possono essere difficili da evidenziare ( ad es. ad una TAC vengono considerati metastatici solo i linfonodi> 1 cm)

PRINCIPI SU CUI SI BASA LA PET

PETPET

In ambito radioterapico lo sviluppo della PET ha consentito l’ introduzione del concetto di:

•BTV ( Biological Target Volume) cioè la parte del GTV biologicamente attiva

PETPET

VANTAGGI

• Maggior accuratezza ( vs TAC e RMN) nella definizione della malattia globale

• Buon rapporto costo/efficacia ( permette di ridurre il numero di interventi chirurgici su neoplasie metastatiche)

Definire strategia terapeutica

Se RT : con che finalità?

�� Bassa risoluzione spazialeBassa risoluzione spaziale

PETPETLIMITI

NEOPLASIE BRONCONEOPLASIE BRONCO--POLMONARIPOLMONARI

�� La PET consente di evidenziare con La PET consente di evidenziare con particolare accuratezza l’eventuale particolare accuratezza l’eventuale diffusione diffusione mediastinica mediastinica di malattia e quindi di malattia e quindi di definire con più precisione il bersagliodi definire con più precisione il bersaglio

NEOPLASIE BRONCONEOPLASIE BRONCO--POLMONARIPOLMONARI

STIMA DELL’ ESTENSIONE MEDIASTINICA DI MALATTIASTIMA DELL’ ESTENSIONE MEDIASTINICA DI MALATTIA

7777--82 %82 %7373--87 %87 %5656--65 %65 %TACTAC

8080--100 %100 %8181--100 %100 %7676--92 %92 %PETPETsensibilità specificità accuratezza

“……..l‘ utilizzo della PET ha determinato variazioni significative nella segnatura del volume di trattamento dal 30 al 62 % dei casi esaminati, sia in termini di estensione del tumore primitivo che di metastasi linfonodali mediastiniche “

Pre PET

153 pz con NSCLC candidati a RT radicale

PET

107/ 153 (70%) pz terapia radicale ( RT 102 , Chir 5)

46/153 (30%) pz terapia palliativa

NEOPLASIE ESOFAGEENEOPLASIE ESOFAGEE

�� La PET risulta più specifica della ( 86La PET risulta più specifica della ( 86--98% ) 98% ) della TAC nella definizione dei linfonodi della TAC nella definizione dei linfonodi regionali con una sensibilità del 30regionali con una sensibilità del 30--78%78%

la PET può modificare l’approccio radioterapico nella delineazione dei volumi di interesse

NEOPLASIE della RINOFARINGENEOPLASIE della RINOFARINGE

�� PET + TACPET + TAC >TAC nella definizione del GTV >TAC nella definizione del GTV spesso con una sua riduzione volumetricaspesso con una sua riduzione volumetrica

�� PET + RMNPET + RMN > RMN nella definizione > RMN nella definizione dell’interessamento dell’interessamento linfonodalelinfonodale con con aumento dei casi N+aumento dei casi N+

+ =TAC PET

PETPET--TACTAC

LINFOMA

TAC PET-TAC FDG-PET

CONCLUSIONI (1)CONCLUSIONI (1)

�� La TAC riveste un ruolo fondamentale La TAC riveste un ruolo fondamentale nella determinazione del CTV nella pratica nella determinazione del CTV nella pratica clinica quotidianaclinica quotidiana

�� Il suo ruolo nella determinazione del GTV Il suo ruolo nella determinazione del GTV necessita in molte sedi ( polmone, necessita in molte sedi ( polmone, prostata, SNC ) di una integrazione prostata, SNC ) di una integrazione diagnostica con RMN e/o PETdiagnostica con RMN e/o PET

CONCLUSIONI (2)CONCLUSIONI (2)

�� La RMN riveste un ruolo fondamentale La RMN riveste un ruolo fondamentale nella determinazione del GTV a livello di nella determinazione del GTV a livello di SNC, distretto capoSNC, distretto capo--collo , prostatacollo , prostata

Conclusioni (3)Conclusioni (3)

Le informazioni funzionali fornite dalla PET Le informazioni funzionali fornite dalla PET possono:possono:

�� Migliorare la diagnosi in alcune sediMigliorare la diagnosi in alcune sedi�� Migliorare la Migliorare la stadiazionestadiazione evitando terapie o evitando terapie o

interventi inutiliinterventi inutili�� Facilitare la scoperta di malattia recidivaFacilitare la scoperta di malattia recidiva

Conclusioni (4)Conclusioni (4)

�� L’integrazione delle informazioni ottenute con L’integrazione delle informazioni ottenute con modalità di immagine differenti ( TAC, RMN, PET) modalità di immagine differenti ( TAC, RMN, PET) consente la correzione di artefatti presenti nella consente la correzione di artefatti presenti nella singola modalità ed è in grado di fornire informazioni singola modalità ed è in grado di fornire informazioni aggiuntive di natura morfologica ed funzionale sul aggiuntive di natura morfologica ed funzionale sul tumore e sugli organi sani adiacenti tali da rendere tumore e sugli organi sani adiacenti tali da rendere possibile una definizione più precisapossibile una definizione più precisa

�� Tecnicamente è possibile fondere informazioni Tecnicamente è possibile fondere informazioni complementari e creare un programma completo ed complementari e creare un programma completo ed integrato di funzionalità , struttura e posizione di integrato di funzionalità , struttura e posizione di tessuti ed organitessuti ed organi