Radioterapia - Radiation therapy

Radioterapia
Radioterapia.jpg
Radioterapia del bacino , utilizzando un acceleratore lineare Varian Clinac iX. I laser e uno stampo sotto le gambe vengono utilizzati per determinare la posizione esatta.
ICD-10-PCS D
ICD-9-CM 92,2 - 92,3
Maglia D011878
Codice OPS-301 8–52
MedlinePlus 001918

La radioterapia o radioterapia , spesso abbreviata RT , RTx o XRT , è una terapia che utilizza radiazioni ionizzanti , generalmente fornita come parte del trattamento del cancro per controllare o uccidere le cellule maligne e normalmente erogata da un acceleratore lineare . La radioterapia può essere curativa in un certo numero di tipi di cancro se sono localizzati in un'area del corpo. Può anche essere usato come parte della terapia adiuvante , per prevenire la recidiva del tumore dopo l'intervento chirurgico per rimuovere un tumore maligno primitivo (ad esempio, le prime fasi del cancro al seno). La radioterapia è sinergica con la chemioterapia ed è stata utilizzata prima, durante e dopo la chemioterapia nei tumori suscettibili. La sottospecialità dell'oncologia che si occupa della radioterapia è chiamata radioterapia oncologica. Un medico che pratica in questa sottospecialità è un oncologo radioterapista .

La radioterapia è comunemente applicata al tumore canceroso per la sua capacità di controllare la crescita cellulare. Le radiazioni ionizzanti agiscono danneggiando il DNA del tessuto canceroso portando alla morte cellulare . Per risparmiare i tessuti normali (come la pelle o gli organi attraverso i quali le radiazioni devono passare per curare il tumore), i fasci di radiazioni sagomati vengono puntati da diversi angoli di esposizione per intersecare il tumore, fornendo lì una dose assorbita molto maggiore rispetto al tessuto sano circostante . Oltre al tumore stesso, i campi di radiazioni possono includere anche i linfonodi drenanti se sono coinvolti clinicamente o radiologicamente con il tumore, o se si ritiene che vi sia un rischio di diffusione maligna subclinica. È necessario includere un margine di tessuto normale attorno al tumore per tenere conto delle incertezze nell'assetto quotidiano e nel movimento interno del tumore. Queste incertezze possono essere causate da movimenti interni (ad esempio, respirazione e riempimento della vescica) e movimenti di segni cutanei esterni rispetto alla posizione del tumore.

L'oncologia delle radiazioni è la specialità medica che si occupa della prescrizione di radiazioni ed è distinta dalla radiologia , l'uso delle radiazioni nell'imaging medico e nella diagnosi . Le radiazioni possono essere prescritte da un radioterapista con l'intento di curare ("curativo") o per la terapia adiuvante. Può anche essere usato come trattamento palliativo (dove la cura non è possibile e l'obiettivo è il controllo della malattia locale o il sollievo sintomatico) o come trattamento terapeutico (dove la terapia ha un beneficio di sopravvivenza e può essere curativa). È anche comune combinare la radioterapia con la chirurgia , la chemioterapia, la terapia ormonale , l' immunoterapia o una miscela delle quattro. I tipi di cancro più comuni possono essere trattati in qualche modo con la radioterapia.

L'intento preciso del trattamento (curativo, adiuvante, terapeutico neoadiuvante o palliativo) dipenderà dal tipo, dalla posizione e dallo stadio del tumore, nonché dalla salute generale del paziente. L'irradiazione corporea totale (TBI) è una tecnica di radioterapia utilizzata per preparare il corpo a ricevere un trapianto di midollo osseo . La brachiterapia , in cui una sorgente radioattiva viene posizionata all'interno o accanto all'area che richiede il trattamento, è un'altra forma di radioterapia che riduce al minimo l'esposizione ai tessuti sani durante le procedure per il trattamento dei tumori del seno, della prostata e di altri organi. La radioterapia ha diverse applicazioni in condizioni non maligne, come il trattamento della nevralgia del trigemino , neuromi acustici , gravi malattie dell'occhio della tiroide , pterigio , sinovite villonodulare pigmentata e prevenzione della crescita di cicatrici cheloidi , restenosi vascolare e ossificazione eterotopica . L'uso della radioterapia in condizioni non maligne è limitato in parte dalle preoccupazioni sul rischio di tumori indotti dalle radiazioni.

Usi medici

Radioterapia per un paziente con un glioma pontino intrinseco diffuso , con codice colore della dose di radiazioni.

Diversi tumori rispondono alla radioterapia in modi diversi.

La risposta di un cancro alle radiazioni è descritta dalla sua radiosensibilità. Le cellule cancerose altamente radiosensibili vengono rapidamente uccise da modeste dosi di radiazioni. Questi includono le leucemie , la maggior parte dei linfomi ei tumori delle cellule germinali . La maggior parte dei tumori epiteliali è solo moderatamente radiosensibile e richiede una dose di radiazioni significativamente più elevata (60-70 Gy) per ottenere una cura radicale. Alcuni tipi di cancro sono notevolmente radioresistenti, ovvero sono necessarie dosi molto più elevate per produrre una cura radicale rispetto a quelle che potrebbero essere sicure nella pratica clinica. Il cancro delle cellule renali e il melanoma sono generalmente considerati radioresistenti, ma la radioterapia è ancora un'opzione palliativa per molti pazienti con melanoma metastatico. La combinazione della radioterapia con l' immunoterapia è un'area attiva di indagine e ha mostrato alcune promesse per il melanoma e altri tumori.

È importante distinguere la radiosensibilità di un particolare tumore, che in una certa misura è una misura di laboratorio, dalla "curabilità" delle radiazioni di un cancro nella pratica clinica reale. Ad esempio, le leucemie non sono generalmente curabili con la radioterapia, perché sono disseminate attraverso il corpo. Il linfoma può essere radicalmente curabile se è localizzato in una zona del corpo. Allo stesso modo, molti dei tumori comuni e moderatamente radioreattivi sono trattati di routine con dosi curative di radioterapia se sono in una fase iniziale. Ad esempio, cancro della pelle non melanoma , cancro della testa e del collo , cancro al seno , cancro del polmone non a piccole cellule , cancro cervicale , cancro anale e cancro alla prostata . I tumori metastatici sono generalmente incurabili con la radioterapia perché non è possibile trattare l'intero corpo.

Prima del trattamento, viene spesso eseguita una scansione TC per identificare il tumore e le strutture normali circostanti. Il paziente riceve piccoli segni sulla pelle per guidare il posizionamento dei campi di trattamento. Il posizionamento del paziente è cruciale in questa fase poiché il paziente dovrà essere collocato in una posizione identica durante ogni trattamento. A questo scopo sono stati sviluppati molti dispositivi di posizionamento del paziente, comprese maschere e cuscini che possono essere modellati sul paziente.

La risposta di un tumore alla radioterapia è anche correlata alle sue dimensioni. A causa della complessa radiobiologia , i tumori molto grandi rispondono meno bene alle radiazioni rispetto ai tumori più piccoli o alle malattie microscopiche. Diverse strategie sono utilizzate per superare questo effetto. La tecnica più comune è la resezione chirurgica prima della radioterapia. Questo è più comunemente visto nel trattamento del cancro al seno con ampia escissione locale o mastectomia seguita da radioterapia adiuvante . Un altro metodo è quello di ridurre il tumore con la chemioterapia neoadiuvante prima della radioterapia radicale. Una terza tecnica consiste nel potenziare la radiosensibilità del cancro somministrando determinati farmaci durante un ciclo di radioterapia. Esempi di farmaci radiosensibilizzante includono cisplatino , Nimorazole , e Cetuximab .

L'impatto della radioterapia varia tra i diversi tipi di cancro e i diversi gruppi. Ad esempio, per il cancro al seno dopo un intervento chirurgico conservativo , è stato riscontrato che la radioterapia dimezza la velocità di recidiva della malattia.

Effetti collaterali

La radioterapia è di per sé indolore. Molti trattamenti palliativi a basso dosaggio (ad esempio, la radioterapia alle metastasi ossee ) causano effetti collaterali minimi o nulli, sebbene nei giorni successivi al trattamento si possano verificare riacutizzazioni del dolore a breve termine a causa dell'edema che comprime i nervi nell'area trattata. Dosi più elevate possono causare effetti collaterali variabili durante il trattamento (effetti collaterali acuti), nei mesi o negli anni successivi al trattamento (effetti collaterali a lungo termine) o dopo il ritrattamento (effetti collaterali cumulativi). La natura, la gravità e la longevità degli effetti collaterali dipendono dagli organi che ricevono la radiazione, dal trattamento stesso (tipo di radiazione, dose, frazionamento , chemioterapia concomitante) e dal paziente.

La maggior parte degli effetti collaterali è prevedibile e prevista. Gli effetti collaterali delle radiazioni sono generalmente limitati all'area del corpo del paziente che è in trattamento. Gli effetti collaterali sono dose-dipendenti; per esempio, dosi più elevate di radiazioni alla testa e al collo possono essere associate a complicanze cardiovascolari , disfunzione tiroidea e disfunzione dell'asse ipofisario . La moderna radioterapia mira a ridurre al minimo gli effetti collaterali e ad aiutare il paziente a comprendere e affrontare gli effetti collaterali che sono inevitabili.

I principali effetti collaterali riportati sono affaticamento e irritazione della pelle, come un'ustione solare da lieve a moderata. L'affaticamento spesso si manifesta durante la metà di un ciclo di trattamento e può durare per settimane dopo la fine del trattamento. La pelle irritata guarirà, ma potrebbe non essere elastica come prima.

Effetti collaterali acuti

Nausea e vomito
Questo non è un effetto collaterale generale della radioterapia e meccanicamente è associato solo al trattamento dello stomaco o dell'addome (che comunemente reagiscono poche ore dopo il trattamento) o alla radioterapia a determinate strutture che producono nausea nella testa durante il trattamento di alcuni tumori della testa e del collo, più comunemente i vestiboli delle orecchie interne . Come con qualsiasi trattamento doloroso, alcuni pazienti vomitano immediatamente durante la radioterapia, o anche in previsione di essa, ma questa è considerata una risposta psicologica. La nausea per qualsiasi motivo può essere trattata con antiemetici.
Danni alle superfici epiteliali
Le superfici epiteliali possono subire danni dalla radioterapia. A seconda dell'area da trattare, questo può includere la pelle, la mucosa orale, la faringe, la mucosa intestinale e l'uretere. I tassi di insorgenza del danno e di recupero dipendono dal tasso di turnover delle cellule epiteliali. In genere la pelle inizia a diventare rosa e dolorante diverse settimane dopo il trattamento. La reazione può diventare più grave durante il trattamento e fino a circa una settimana dopo la fine della radioterapia e la pelle può rompersi. Sebbene questa desquamazione umida sia scomoda, il recupero è solitamente rapido. Le reazioni cutanee tendono ad essere peggiori nelle aree in cui sono presenti pieghe naturali della pelle, come sotto il seno femminile, dietro l'orecchio e all'inguine.
Mal di bocca, gola e stomaco
Se viene trattata l'area della testa e del collo, si verificano comunemente dolore e ulcerazione temporanei nella bocca e nella gola. Se grave, può influire sulla deglutizione e il paziente potrebbe aver bisogno di antidolorifici e supporto nutrizionale/integratori alimentari. L'esofago può anche diventare dolorante se viene trattato direttamente o se, come accade comunemente, riceve una dose di radiazioni collaterali durante il trattamento del cancro del polmone. Quando si trattano neoplasie e metastasi epatiche, è possibile che le radiazioni collaterali causino ulcere gastriche, gastriche o duodenali. Queste radiazioni collaterali sono comunemente causate da un rilascio non mirato (reflusso) degli agenti radioattivi infusi. Sono disponibili metodi, tecniche e dispositivi per ridurre il verificarsi di questo tipo di effetto collaterale avverso.
Disagio intestinale
L'intestino inferiore può essere trattato direttamente con radiazioni (trattamento del cancro del retto o dell'ano) o essere esposto mediante radioterapia ad altre strutture pelviche (prostata, vescica, tratto genitale femminile). I sintomi tipici sono dolore, diarrea e nausea. Gli interventi nutrizionali possono essere in grado di aiutare con la diarrea associata alla radioterapia. Gli studi su persone sottoposte a radioterapia pelvica come parte del trattamento antitumorale per un cancro pelvico primario hanno scoperto che i cambiamenti nel grasso alimentare, nelle fibre e nel lattosio durante la radioterapia riducono la diarrea alla fine del trattamento.
Rigonfiamento
Come parte dell'infiammazione generale che si verifica, il gonfiore dei tessuti molli può causare problemi durante la radioterapia. Questa è una preoccupazione durante il trattamento dei tumori cerebrali e delle metastasi cerebrali, specialmente dove c'è un preesistente aumento della pressione intracranica o dove il tumore sta causando l'ostruzione quasi totale di un lume (p. es., trachea o bronco principale ). L'intervento chirurgico può essere considerato prima del trattamento con radiazioni. Se l'intervento chirurgico è ritenuto non necessario o inappropriato, il paziente può ricevere steroidi durante la radioterapia per ridurre il gonfiore.
infertilità
Le gonadi (ovaie e testicoli) sono molto sensibili alle radiazioni. Potrebbero non essere in grado di produrre gameti a seguito dell'esposizione diretta alla maggior parte delle normali dosi di radiazioni. La pianificazione del trattamento per tutti i siti del corpo è progettata per ridurre al minimo, se non escludere completamente, la dose alle gonadi se non sono l'area primaria di trattamento.

Effetti collaterali tardivi

Gli effetti collaterali tardivi si verificano mesi o anni dopo il trattamento e sono generalmente limitati all'area che è stata trattata. Sono spesso dovute a danni ai vasi sanguigni e alle cellule del tessuto connettivo. Molti effetti tardivi vengono ridotti frazionando il trattamento in parti più piccole.

Fibrosi
I tessuti che sono stati irradiati tendono a diventare meno elastici nel tempo a causa di un diffuso processo di cicatrizzazione.
epilazione
L'epilazione (perdita di capelli) può verificarsi su qualsiasi pelle con peli con dosi superiori a 1 Gy. Si verifica solo all'interno del/i campo/i di radiazione. La perdita dei capelli può essere permanente con una singola dose di 10 Gy, ma se la dose è frazionata la perdita dei capelli permanente potrebbe non verificarsi fino a quando la dose non supera i 45 Gy.
Secchezza
Le ghiandole salivari e le ghiandole lacrimali hanno una tolleranza alle radiazioni di circa 30  Gy in frazioni di 2 Gy, una dose che viene superata dalla maggior parte dei trattamenti radicali per il cancro della testa e del collo. La secchezza delle fauci ( xerostomia ) e la secchezza degli occhi ( xeroftalmia ) possono diventare problemi irritanti a lungo termine e ridurre gravemente la qualità della vita del paziente . Allo stesso modo, le ghiandole sudoripare nella pelle trattata (come l' ascella ) tendono a smettere di funzionare e la mucosa vaginale naturalmente umida è spesso secca dopo l'irradiazione pelvica.
Linfedema
Il linfedema, una condizione di ritenzione di liquidi localizzata e gonfiore dei tessuti, può derivare da danni al sistema linfatico subiti durante la radioterapia. È la complicanza più comunemente riportata nelle pazienti con radioterapia mammaria che ricevono radioterapia ascellare adiuvante dopo un intervento chirurgico per eliminare i linfonodi ascellari.
Cancro
Le radiazioni sono una potenziale causa di cancro e in alcuni pazienti si osservano tumori secondari. I sopravvissuti al cancro hanno già maggiori probabilità rispetto alla popolazione generale di sviluppare tumori maligni a causa di una serie di fattori tra cui le scelte di vita, la genetica e il precedente trattamento con radiazioni. È difficile quantificare direttamente i tassi di questi tumori secondari da una singola causa. Gli studi hanno scoperto che la radioterapia è la causa di tumori secondari solo per una piccola minoranza di pazienti. Nuove tecniche come la terapia con fascio di protoni e la radioterapia con ioni carbonio che mirano a ridurre la dose ai tessuti sani ridurranno questi rischi. Inizia a manifestarsi 4 - 6 anni dopo il trattamento, sebbene alcune neoplasie ematologiche possano svilupparsi entro 3 anni. Nella stragrande maggioranza dei casi, questo rischio è ampiamente controbilanciato dalla riduzione del rischio conferito dal trattamento del cancro primario anche nelle neoplasie pediatriche che comportano un carico maggiore di neoplasie secondarie.
Malattia cardiovascolare
Le radiazioni possono aumentare il rischio di malattie cardiache e morte, come osservato nei precedenti regimi RT per il cancro al seno. Le radiazioni terapeutiche aumentano il rischio di un successivo evento cardiovascolare (cioè infarto o ictus) da 1,5 a 4 volte il tasso normale di una persona, fattori aggravanti inclusi. L'aumento è dose-dipendente, in relazione all'intensità della dose, al volume e alla posizione della RT.
Gli effetti collaterali tardivi cardiovascolari sono stati definiti cardiopatia indotta da radiazioni (RIHD) e malattia vascolare indotta da radiazioni (RIVD). I sintomi dipendono dalla dose e comprendono cardiomiopatia , fibrosi miocardica , cardiopatia valvolare , malattia coronarica , aritmia cardiaca e malattia arteriosa periferica . La fibrosi indotta dalle radiazioni, il danno delle cellule vascolari e lo stress ossidativo possono portare a questi e ad altri sintomi di effetti collaterali tardivi. La maggior parte delle malattie cardiovascolari indotte da radiazioni si verificano 10 o più anni dopo il trattamento, rendendo più difficile la determinazione del nesso di causalità.
Declino cognitivo
Nei casi di radiazioni applicate alla testa la radioterapia può causare il declino cognitivo . Il declino cognitivo era particolarmente evidente nei bambini piccoli, di età compresa tra 5 e 11 anni. Gli studi hanno rilevato, ad esempio, che il QI dei bambini di 5 anni è diminuito ogni anno dopo il trattamento di diversi punti QI.
Enteropatia da radiazioni
Istopatologia della cistite da radiazioni, comprese le cellule stromali atipiche ("fibroblasti da radiazioni").
Il tratto gastrointestinale può essere danneggiato a seguito di radioterapia addominale e pelvica. Atrofia, fibrosi e alterazioni vascolari producono malassorbimento , diarrea , steatorrea e sanguinamento con diarrea degli acidi biliari e malassorbimento di vitamina B12 comunemente riscontrato a causa del coinvolgimento ileale. La malattia da radiazioni pelviche comprende la proctite da radiazioni , che produce sanguinamento, diarrea e urgenza, e può anche causare cistite da radiazioni quando la vescica è colpita.
Indotta da radiazioni polineuropatia
I trattamenti con radiazioni possono danneggiare i nervi vicino all'area bersaglio o all'interno del percorso di consegna poiché anche il tessuto nervoso è radiosensibile . Il danno ai nervi da radiazioni ionizzanti si verifica in fasi, la fase iniziale da danno microvascolare, danno capillare e demielinizzazione del nervo . Il danno successivo si verifica dalla costrizione vascolare e dalla compressione dei nervi a causa della crescita incontrollata del tessuto fibroso causata dalle radiazioni. La polineuropatia indotta da radiazioni, codice ICD-10-CM G62.82 , si verifica in circa l'1-5% di coloro che ricevono la radioterapia.
A seconda della zona irradiata, la neuropatia ad effetto tardivo può verificarsi sia nel sistema nervoso centrale (SNC) che nel sistema nervoso periferico (SNP) . Nel SNC, ad esempio, la lesione del nervo cranico si presenta tipicamente come una perdita dell'acuità visiva 1-14 anni dopo il trattamento. Nel SNP, la lesione ai nervi del plesso si presenta come plessopatia brachiale indotta da radiazioni o plessopatia lombosacrale indotta da radiazioni che compare fino a 3 decenni dopo il trattamento.
Necrosi da radiazioni
La necrosi da radiazioni è la morte del tessuto sano vicino al sito irradiato. È un tipo di necrosi coagulativa che si verifica perché la radiazione danneggia direttamente o indirettamente i vasi sanguigni nell'area, il che riduce l'apporto di sangue al tessuto sano rimanente, provocandone la morte per ischemia , simile a quanto accade in un ictus ischemico . Poiché è un effetto indiretto del trattamento, si verifica da mesi a decenni dopo l'esposizione alle radiazioni.

Effetti collaterali cumulativi

Gli effetti cumulativi di questo processo non devono essere confusi con gli effetti a lungo termine: quando gli effetti a breve termine sono scomparsi e gli effetti a lungo termine sono subclinici, la re-irradiazione può ancora essere problematica. Queste dosi vengono calcolate dall'oncologo radioterapista e vengono presi in considerazione molti fattori prima che avvenga la successiva radiazione.

Effetti sulla riproduzione

Durante le prime due settimane dopo la fecondazione , la radioterapia è letale ma non teratogena . Alte dosi di radiazioni durante la gravidanza inducono anomalie , crescita ridotta e disabilità intellettiva e può esserci un aumento del rischio di leucemia infantile e altri tumori nella prole.

Nei maschi precedentemente sottoposti a radioterapia, non sembra esserci alcun aumento di difetti genetici o malformazioni congenite nei figli concepiti dopo la terapia. Tuttavia, l'uso di tecnologie di riproduzione assistita e tecniche di micromanipolazione potrebbe aumentare questo rischio.

Effetti sul sistema ipofisario

L'ipopituitarismo si sviluppa comunemente dopo radioterapia per neoplasie sellari e parasellare, tumori cerebrali extrasellare, tumori della testa e del collo e dopo irradiazione di tutto il corpo per neoplasie sistemiche. L'ipopituitarismo indotto dalle radiazioni colpisce principalmente l' ormone della crescita e gli ormoni gonadici . Al contrario, le carenze dell'ormone adrenocorticotropo (ACTH) e dell'ormone stimolante la tiroide (TSH) sono le meno comuni tra le persone con ipopituitarismo indotto da radiazioni. I cambiamenti nella secrezione di prolattina sono generalmente lievi e la carenza di vasopressina sembra essere molto rara come conseguenza delle radiazioni.

Incidenti di radioterapia

Sono in atto procedure rigorose per ridurre al minimo il rischio di sovraesposizione accidentale della radioterapia ai pazienti. Tuttavia, occasionalmente si verificano errori; ad esempio, la macchina per radioterapia Therac-25 è stata responsabile di almeno sei incidenti tra il 1985 e il 1987, in cui ai pazienti sono state somministrate fino a cento volte la dose prevista; due persone sono state uccise direttamente dalle overdose di radiazioni. Dal 2005 al 2010, un ospedale del Missouri ha sovraesposto 76 pazienti (la maggior parte con cancro al cervello) per un periodo di cinque anni perché le nuove apparecchiature per le radiazioni erano state installate in modo errato.

Sebbene gli errori medici siano eccezionalmente rari, radioterapisti, fisici medici e altri membri del team di trattamento della radioterapia stanno lavorando per eliminarli. ASTRO ha lanciato un'iniziativa di sicurezza chiamata Target Safely che, tra le altre cose, mira a registrare gli errori a livello nazionale in modo che i medici possano imparare da ogni errore e prevenirne il verificarsi. ASTRO pubblica anche un elenco di domande che i pazienti devono porre ai propri medici sulla sicurezza delle radiazioni per garantire che ogni trattamento sia il più sicuro possibile.

Uso in malattie non cancerose

Vista dell'occhio del fascio del portale di radioterapia sulla superficie della mano con l'intaglio dello schermo di piombo posizionato nel gantry della macchina

La radioterapia è usata per trattare la malattia di Dupuytren in fase iniziale e la malattia di Ledderhose . Quando la malattia di Dupuytren è allo stadio dei noduli e delle corde o delle dita sono in una fase di deformazione minima inferiore a 10 gradi, viene utilizzata la radioterapia per prevenire l'ulteriore progresso della malattia. La radioterapia viene utilizzata anche dopo l'intervento chirurgico in alcuni casi per impedire che la malattia continui a progredire. Basse dosi di radiazioni sono usate tipicamente tre gray di radiazioni per cinque giorni, con una pausa di tre mesi seguita da un'altra fase di tre gray di radiazioni per cinque giorni.

Tecnica

Meccanismo di azione

La radioterapia agisce danneggiando il DNA delle cellule cancerose. Questo danno al DNA è causato da uno dei due tipi di energia, fotone o particella carica . Questo danno è la ionizzazione diretta o indiretta degli atomi che compongono la catena del DNA. La ionizzazione indiretta avviene a seguito della ionizzazione dell'acqua, formando radicali liberi , in particolare radicali idrossilici , che poi danneggiano il DNA.

Nella terapia fotonica, la maggior parte dell'effetto delle radiazioni avviene attraverso i radicali liberi. Le cellule hanno meccanismi per riparare il danno al DNA a singolo filamento e il danno al DNA a doppio filamento . Tuttavia, le rotture del DNA a doppio filamento sono molto più difficili da riparare e possono portare a drammatiche anomalie cromosomiche e delezioni genetiche. Prendere di mira le rotture a doppio filamento aumenta la probabilità che le cellule vadano incontro a morte cellulare . Le cellule cancerose sono generalmente meno differenziate e più simili alle cellule staminali ; si riproducono più della maggior parte delle cellule differenziate sane e hanno una ridotta capacità di riparare i danni subletali. Il danno al DNA a singolo filamento viene quindi trasmesso attraverso la divisione cellulare; il danno al DNA delle cellule cancerose si accumula, causandone la morte o la riproduzione più lenta.

Uno dei maggiori limiti della radioterapia con fotoni è che le cellule dei tumori solidi diventano carenti di ossigeno . I tumori solidi possono superare il loro apporto di sangue, causando uno stato di basso contenuto di ossigeno noto come ipossia . L'ossigeno è un potente radiosensibilizzatore , che aumenta l'efficacia di una data dose di radiazioni formando radicali liberi che danneggiano il DNA. Le cellule tumorali in un ambiente ipossico possono essere da 2 a 3 volte più resistenti ai danni da radiazioni rispetto a quelle in un normale ambiente di ossigeno. Molte ricerche sono state dedicate al superamento dell'ipossia compreso l'uso di serbatoi di ossigeno ad alta pressione, terapia dell'ipertermia ( terapia del calore che dilata i vasi sanguigni nel sito del tumore), sostituti del sangue che trasportano ossigeno aumentato, farmaci radiosensibilizzanti delle cellule ipossiche come misonidazolo e metronidazolo e citotossine ipossiche (veleni tissutali), come la tirapazamina . Sono attualmente allo studio nuovi approcci di ricerca, comprese indagini precliniche e cliniche sull'uso di un composto che migliora la diffusione dell'ossigeno come il crocetinato di sodio trans (TSC) come radiosensibilizzante .

Le particelle cariche come i protoni e gli ioni di boro , carbonio e neon possono causare danni diretti al DNA delle cellule tumorali attraverso un alto LET ( trasferimento lineare di energia ) e hanno un effetto antitumorale indipendente dall'apporto di ossigeno al tumore perché queste particelle agiscono principalmente tramite il trasferimento diretto di energia di solito causando rotture del DNA a doppio filamento. A causa della loro massa relativamente grande, i protoni e altre particelle cariche hanno poca dispersione laterale nel tessuto: il raggio non si allarga molto, rimane focalizzato sulla forma del tumore e fornisce effetti collaterali a piccole dosi al tessuto circostante. Mirano anche più precisamente al tumore usando l' effetto di picco di Bragg . Vedere la terapia protonica per un buon esempio dei diversi effetti della radioterapia a intensità modulata (IMRT) rispetto alla terapia con particelle cariche . Questa procedura riduce il danno al tessuto sano tra la sorgente di radiazioni di particelle cariche e il tumore e imposta un intervallo finito per il danno tissutale dopo che il tumore è stato raggiunto. Al contrario, l'uso di particelle non cariche da parte dell'IMRT fa sì che la sua energia danneggi le cellule sane quando esce dal corpo. Questo danno in uscita non è terapeutico, può aumentare gli effetti collaterali del trattamento e aumenta la probabilità di induzione del cancro secondario. Questa differenza è molto importante nei casi in cui la stretta vicinanza di altri organi rende molto dannosa qualsiasi ionizzazione vagante (esempio: tumori della testa e del collo ). Questa esposizione ai raggi X è particolarmente dannosa per i bambini, a causa dei loro corpi in crescita, e hanno una probabilità del 30% di una seconda neoplasia dopo 5 anni dopo la RT iniziale.

Dose

La quantità di radiazioni utilizzata nella radioterapia con fotoni è misurata in grigi (Gy) e varia a seconda del tipo e dello stadio del cancro da trattare. Per i casi curativi, la dose tipica per un tumore epiteliale solido varia da 60 a 80 Gy, mentre i linfomi vengono trattati da 20 a 40 Gy.

Le dosi preventive (adiuvanti) sono in genere di circa 45-60 Gy in frazioni di 1,8-2 Gy (per i tumori della mammella, della testa e del collo). Molti altri fattori sono considerati dai radioterapisti quando selezionano una dose, incluso se il paziente sta ricevendo la chemioterapia, comorbilità del paziente, se la radioterapia viene somministrata prima o dopo l'intervento chirurgico e il grado di successo dell'intervento.

I parametri di somministrazione di una dose prescritta sono determinati durante la pianificazione del trattamento (parte della dosimetria ). La pianificazione del trattamento viene generalmente eseguita su computer dedicati utilizzando un software di pianificazione del trattamento specializzato. A seconda del metodo di erogazione della radiazione, possono essere utilizzati diversi angoli o sorgenti per sommare la dose totale necessaria. Il pianificatore cercherà di progettare un piano che fornisca una dose di prescrizione uniforme al tumore e riduca al minimo la dose ai tessuti sani circostanti.

Nella radioterapia, le distribuzioni tridimensionali della dose possono essere valutate utilizzando la tecnica di dosimetria nota come dosimetria del gel .

frazionamento

La dose totale è frazionata (distribuita nel tempo) per diversi importanti motivi. Il frazionamento consente alle cellule normali di recuperare, mentre le cellule tumorali sono generalmente meno efficienti nella riparazione tra le frazioni. Il frazionamento consente inoltre alle cellule tumorali che si trovavano in una fase relativamente radioresistente del ciclo cellulare durante un trattamento di passare a una fase sensibile del ciclo prima che venga somministrata la frazione successiva. Allo stesso modo, le cellule tumorali che erano cronicamente o acutamente ipossiche (e quindi più radioresistenti) possono riossigenarsi tra le frazioni, migliorando l'uccisione delle cellule tumorali.

I regimi di frazionamento sono individualizzati tra i diversi centri di radioterapia e persino tra i singoli medici. In Nord America, Australia ed Europa, il programma di frazionamento tipico per gli adulti è di 1,8-2 Gy al giorno, cinque giorni alla settimana. In alcuni tipi di cancro, il prolungamento della schedula della frazione troppo a lungo può consentire al tumore di iniziare a ripopolare e per questi tipi di tumore, compresi i tumori a cellule squamose della testa e del collo e del collo dell'utero, il trattamento con radiazioni viene preferibilmente completato entro una certa quantità di tempo. Per i bambini, una frazione tipica può essere compresa tra 1,5 e 1,8 Gy al giorno, poiché frazioni più piccole sono associate a una ridotta incidenza e gravità degli effetti collaterali a insorgenza tardiva nei tessuti normali.

In alcuni casi, vengono utilizzate due frazioni al giorno verso la fine di un ciclo di trattamento. Questo programma, noto come regime di potenziamento concomitante o iperfrazionamento, viene utilizzato sui tumori che si rigenerano più rapidamente quando sono più piccoli. In particolare, i tumori della testa e del collo dimostrano questo comportamento.

I pazienti che ricevono radiazioni palliative per il trattamento di metastasi ossee dolorose non complicate non devono ricevere più di una singola frazione di radiazioni. Un singolo trattamento fornisce un sollievo dal dolore e risultati di morbilità comparabili ai trattamenti a più frazioni e per i pazienti con un'aspettativa di vita limitata, un singolo trattamento è il migliore per migliorare il comfort del paziente.

Orari per il frazionamento

Un programma di frazionamento che viene sempre più utilizzato e continua a essere studiato è l'ipofrazionamento. Questo è un trattamento con radiazioni in cui la dose totale di radiazioni è suddivisa in grandi dosi. Le dosi tipiche variano in modo significativo a seconda del tipo di cancro, da 2,2 Gy/frazione a 20 Gy/frazione, quest'ultimo tipico dei trattamenti stereotassici (radioterapia corporea ablativa stereotassica, o SABR - nota anche come SBRT o radioterapia corporea stereotassica) per lesioni subcraniche, o SRS (radiochirurgia stereotassica) per lesioni intracraniche. Il razionale dell'ipofrazionamento è quello di ridurre la probabilità di recidiva locale negando alle cellule clonogeniche il tempo che richiedono per riprodursi e anche di sfruttare la radiosensibilità di alcuni tumori. In particolare, i trattamenti stereotassici hanno lo scopo di distruggere le cellule clonogeniche mediante un processo di ablazione, ovvero l'erogazione di una dose destinata a distruggere direttamente le cellule clonogeniche, piuttosto che interrompere ripetutamente il processo di divisione cellulare clonogenica (apoptosi), come nella radioterapia di routine.

Stima della dose basata sulla sensibilità del target

Diversi tipi di cancro hanno una diversa sensibilità alle radiazioni. Mentre la previsione della sensibilità basata su analisi genomiche o proteomiche di campioni bioptici si è rivelata difficile, è stato dimostrato che le previsioni dell'effetto delle radiazioni sui singoli pazienti dalle firme genomiche della radiosensibilità cellulare intrinseca si associano all'esito clinico. Un approccio alternativo alla genomica e alla proteomica è stato offerto dalla scoperta che la protezione dalle radiazioni nei microbi è offerta da complessi non enzimatici di manganese e piccoli metaboliti organici. Il contenuto e la variazione di manganese (misurabile mediante risonanza paramagnetica elettronica) si sono rivelati buoni predittori di radiosensibilità e questa scoperta si estende anche alle cellule umane. È stata confermata un'associazione tra il contenuto totale di manganese cellulare e la loro variazione e la radioreattività clinicamente dedotta in diverse cellule tumorali, una scoperta che può essere utile per radiodosaggi più precisi e un migliore trattamento dei pazienti oncologici.

tipi

Storicamente, le tre principali divisioni della radioterapia sono:

Le differenze riguardano la posizione della sorgente di radiazione; esterno è fuori dal corpo, la brachiterapia utilizza sorgenti radioattive sigillate poste proprio nella zona da trattare, e i radioisotopi sistemici vengono somministrati per infusione o ingestione orale. La brachiterapia può utilizzare il posizionamento temporaneo o permanente di sorgenti radioattive. Le sorgenti temporanee vengono solitamente posizionate con una tecnica chiamata post-caricamento. Nel post-caricamento un tubo cavo o applicatore viene posizionato chirurgicamente nell'organo da trattare e le sorgenti vengono caricate nell'applicatore dopo che l'applicatore è stato impiantato. Ciò riduce al minimo l'esposizione alle radiazioni per il personale sanitario.

La terapia con particelle è un caso speciale di radioterapia a fasci esterni in cui le particelle sono protoni o ioni più pesanti .

Radioterapia a fasci esterni

Le tre sezioni seguenti si riferiscono al trattamento mediante raggi X.

Radioterapia convenzionale a fasci esterni

Una capsula di radioterapia per teleterapia composta da:
  1. un titolare di una fonte standard internazionale (di solito piombo),
  2. un anello di sicurezza, e
  3. una "sorgente" di teleterapia composta da
  4. due contenitori in acciaio inossidabile annidati saldati a
  5. due coperchi in acciaio inossidabile che circondano
  6. uno scudo protettivo interno (solitamente uranio metallico o una lega di tungsteno) e
  7. un cilindro di materiale sorgente radioattivo, spesso ma non sempre cobalto-60 . Il diametro della "sorgente" è di 30 mm.

Storicamente la radioterapia a fasci esterni convenzionale (2DXRT) veniva erogata tramite fasci bidimensionali utilizzando unità a raggi X per terapia a kilovoltaggio, acceleratori lineari medici che generano raggi X ad alta energia o con macchine dall'aspetto simile a un acceleratore lineare, ma utilizzato una sorgente radioattiva sigillata come quella mostrata sopra. 2DXRT consiste principalmente in un singolo fascio di radiazioni erogato al paziente da più direzioni: spesso davanti o dietro, ed entrambi i lati.

Convenzionale si riferisce al modo in cui il trattamento è pianificato o simulato su una macchina diagnostica a raggi X appositamente calibrata nota come simulatore perché ricrea le azioni dell'acceleratore lineare (o talvolta ad occhio), e alle disposizioni solitamente ben consolidate dei fasci di radiazioni per realizzare un piano desiderato . Lo scopo della simulazione è mirare o localizzare con precisione il volume che deve essere trattato. Questa tecnica è ben consolidata ed è generalmente rapida e affidabile. La preoccupazione è che alcuni trattamenti ad alte dosi possano essere limitati dalla capacità di tossicità delle radiazioni dei tessuti sani che si trovano vicino al volume del tumore bersaglio.

Un esempio di questo problema è visto nelle radiazioni della ghiandola prostatica, dove la sensibilità del retto adiacente ha limitato la dose che potrebbe essere prescritta in sicurezza utilizzando la pianificazione 2DXRT a tal punto che il controllo del tumore potrebbe non essere facilmente ottenibile. Prima dell'invenzione della TC, medici e fisici avevano una conoscenza limitata del vero dosaggio di radiazioni erogate sia ai tessuti cancerosi che a quelli sani. Per questo motivo, la radioterapia conformazionale tridimensionale è diventata il trattamento standard per quasi tutti i siti tumorali. Più recentemente vengono utilizzate altre forme di imaging tra cui MRI, PET, SPECT e Ultrasound.

Radiazione stereotassica

La radiazione stereotassica è un tipo specializzato di radioterapia a fasci esterni. Utilizza fasci di radiazioni focalizzati mirati a un tumore ben definito utilizzando scansioni di immagini estremamente dettagliate. I radioterapisti eseguono trattamenti stereotassici, spesso con l'aiuto di un neurochirurgo per i tumori del cervello o della colonna vertebrale.

Esistono due tipi di radiazioni stereotassiche. La radiochirurgia stereotassica (SRS) è quando i medici utilizzano uno o più trattamenti con radiazioni stereotassiche del cervello o della colonna vertebrale. La radioterapia stereotassica corporea (SBRT) si riferisce a uno o più trattamenti con radiazioni stereotassiche con il corpo, come i polmoni.

Alcuni medici affermano che un vantaggio dei trattamenti stereotassici è che forniscono la giusta quantità di radiazioni al cancro in un lasso di tempo più breve rispetto ai trattamenti tradizionali, che spesso possono richiedere da 6 a 11 settimane. I trattamenti Plus sono somministrati con estrema precisione, il che dovrebbe limitare l'effetto delle radiazioni sui tessuti sani. Un problema con i trattamenti stereotassici è che sono adatti solo per alcuni piccoli tumori.

I trattamenti stereotassici possono creare confusione perché molti ospedali chiamano i trattamenti con il nome del produttore piuttosto che chiamarlo SRS o SBRT. I marchi per questi trattamenti includono Axesse, Cyberknife , Gamma Knife , Novalis, Primatom, Synergy, X-Knife , TomoTherapy , Trilogy e Truebeam . Questo elenco cambia man mano che i produttori di apparecchiature continuano a sviluppare nuove tecnologie specializzate per il trattamento dei tumori.

Simulazione virtuale e radioterapia conforme tridimensionale

La pianificazione del trattamento radioterapico è stata rivoluzionata dalla capacità di delineare tumori e strutture normali adiacenti in tre dimensioni utilizzando scanner TC e/o RM specializzati e software di pianificazione.

La simulazione virtuale, la forma più elementare di pianificazione, consente un posizionamento più accurato dei fasci di radiazioni di quanto sia possibile utilizzando i raggi X convenzionali, dove le strutture dei tessuti molli sono spesso difficili da valutare e i tessuti normali difficili da proteggere.

Un miglioramento della simulazione virtuale è la radioterapia conformazionale tridimensionale (3DCRT) , in cui il profilo di ciascun fascio di radiazioni è sagomato per adattarsi al profilo del bersaglio dalla vista dell'occhio del fascio (BEV) utilizzando un collimatore multifoglio (MLC) e un numero variabile di raggi. Quando il volume del trattamento si adatta alla forma del tumore, la tossicità relativa delle radiazioni sui tessuti normali circostanti viene ridotta, consentendo di erogare al tumore una dose di radiazioni più elevata di quella consentita dalle tecniche convenzionali.

Radioterapia a intensità modulata (IMRT)

Acceleratore lineare Varian TrueBeam , utilizzato per fornire IMRT

La radioterapia a intensità modulata (IMRT) è un tipo avanzato di radiazioni ad alta precisione che rappresenta la prossima generazione di 3DCRT. L'IMRT migliora anche la capacità di conformare il volume del trattamento alle forme tumorali concave, ad esempio quando il tumore è avvolto attorno a una struttura vulnerabile come il midollo spinale o un organo o vaso sanguigno importante. Gli acceleratori di raggi X controllati dal computer distribuiscono dosi di radiazioni precise a tumori maligni o aree specifiche all'interno del tumore. Il modello di erogazione delle radiazioni viene determinato utilizzando applicazioni di calcolo altamente personalizzate per eseguire l' ottimizzazione e la simulazione del trattamento ( Pianificazione del trattamento ). La dose di radiazioni è coerente con la forma tridimensionale del tumore controllando o modulando l'intensità del fascio di radiazioni. L'intensità della dose di radiazioni è elevata vicino al volume del tumore lordo mentre la radiazione tra i tessuti normali vicini è ridotta o evitata completamente. Ciò si traduce in un migliore targeting del tumore, minori effetti collaterali e migliori risultati del trattamento rispetto anche al 3DCRT.

La 3DCRT è ancora ampiamente utilizzata per molti siti corporei, ma l'uso dell'IMRT sta crescendo in siti corporei più complicati come il sistema nervoso centrale, la testa e il collo, la prostata, la mammella e i polmoni. Sfortunatamente, IMRT è limitato dalla necessità di tempo aggiuntivo da parte di personale medico esperto. Questo perché i medici devono delineare manualmente i tumori un'immagine TC alla volta attraverso l'intero sito della malattia, il che può richiedere molto più tempo della preparazione 3DCRT. Quindi, fisici medici e dosimetristi devono essere coinvolti per creare un piano di trattamento praticabile. Inoltre, la tecnologia IMRT è stata utilizzata commercialmente solo dalla fine degli anni '90 anche nei centri oncologici più avanzati, quindi i radioterapisti che non l'hanno imparata come parte dei loro programmi di residenza devono trovare ulteriori fonti di istruzione prima di implementare l'IMRT.

La prova del miglioramento della sopravvivenza derivante da una di queste due tecniche rispetto alla radioterapia convenzionale (2DXRT) sta crescendo per molti siti tumorali, ma la capacità di ridurre la tossicità è generalmente accettata. Questo è particolarmente vero per i tumori della testa e del collo in una serie di studi cardine condotti dal professor Christopher Nutting del Royal Marsden Hospital. Entrambe le tecniche consentono l'escalation della dose, aumentando potenzialmente l'utilità. C'è stata qualche preoccupazione, in particolare con IMRT, per l'aumento dell'esposizione del tessuto normale alle radiazioni e il conseguente potenziale di malignità secondaria. L'eccessiva fiducia nell'accuratezza dell'imaging può aumentare la possibilità di lesioni mancanti che sono invisibili nelle scansioni di pianificazione (e quindi non incluse nel piano di trattamento) o che si spostano tra o durante un trattamento (ad esempio, a causa della respirazione o dell'immobilizzazione del paziente inadeguata) . Sono in fase di sviluppo nuove tecniche per controllare meglio questa incertezza, ad esempio l'imaging in tempo reale combinato con la regolazione in tempo reale dei fasci terapeutici. Questa nuova tecnologia è chiamata radioterapia guidata dalle immagini (IGRT) o radioterapia quadridimensionale.

Un'altra tecnica è il monitoraggio e la localizzazione in tempo reale di uno o più piccoli dispositivi elettrici impiantabili impiantati all'interno o vicino al tumore. Esistono vari tipi di dispositivi medici impiantabili che vengono utilizzati per questo scopo. Può essere un transponder magnetico che rileva il campo magnetico generato da diverse bobine trasmittenti e quindi trasmette le misurazioni al sistema di posizionamento per determinare la posizione. Il dispositivo impiantabile può anche essere un piccolo trasmettitore wireless che invia un segnale RF che verrà ricevuto da un array di sensori e utilizzato per la localizzazione e il monitoraggio in tempo reale della posizione del tumore.

Un problema ben studiato con IMRT è "l'effetto lingua e scanalatura" che si traduce in sottodosaggio indesiderato, dovuto all'irradiazione attraverso lingue e scanalature estese di foglie MLC (collimatore multifoglio) sovrapposte. Sebbene siano state sviluppate soluzioni a questo problema, che riducono l'effetto TG a quantità trascurabili o lo eliminano completamente, dipendono dal metodo di IMRT utilizzato e alcune di esse comportano costi propri. Alcuni testi distinguono "errore di linguetta e scanalatura" da "errore di linguetta o scanalatura", a seconda che entrambi o un lato dell'apertura sia occluso.

Terapia ad arco modulato volumetrico (VMAT)

La terapia ad arco modulato volumetrico (VMAT) è una tecnica di radiazione introdotta nel 2007 che può ottenere distribuzioni della dose altamente conformi sulla copertura del volume target e il risparmio dei tessuti normali. La specificità di questa tecnica è quella di modificare tre parametri durante il trattamento. Il VMAT eroga la radiazione ruotando il gantry (di solito campi rotanti a 360° con uno o più archi), modificando la velocità e la forma del raggio con un collimatore multifoglio (MLC) (sistema di spostamento "finestra scorrevole") e la velocità di uscita della fluenza (tasso di dose) dell'acceleratore lineare medico. VMAT ha un vantaggio nel trattamento del paziente, rispetto alla radioterapia a modulazione di intensità del campo statico convenzionale (IMRT), di tempi di erogazione delle radiazioni ridotti. I confronti tra VMAT e IMRT convenzionale per il loro risparmio di tessuti sani e organi a rischio (OAR) dipendono dal tipo di cancro. Nel trattamento dei carcinomi nasofaringei , orofaringei e ipofaringei VMAT fornisce una protezione OAR equivalente o migliore. Nel trattamento del cancro alla prostata il risultato della protezione OAR è mescolato con alcuni studi a favore del VMAT, altri a favore dell'IMRT.

Radioterapia temporalmente sfumata (TFRT)

La radioterapia temporalmente sfumata (TFRT) è una tecnica di radiazione introdotta nel 2018 che mira a utilizzare le non linearità intrinseche nella normale riparazione dei tessuti per consentire il risparmio di questi tessuti senza influire sulla dose erogata al tumore. L'applicazione di questa tecnica, che deve ancora essere automatizzata, è stata descritta con attenzione per migliorare la capacità dei reparti di eseguirla e nel 2021 è stata segnalata come fattibile in un piccolo studio clinico, sebbene la sua efficacia debba ancora essere formalmente studiata .

Pianificazione automatizzata

La pianificazione automatizzata del trattamento è diventata parte integrante della pianificazione del trattamento radioterapico. Esistono in generale due approcci alla pianificazione automatizzata. 1) Pianificazione basata sulla conoscenza in cui il sistema di pianificazione del trattamento ha una libreria di piani di alta qualità, da cui può prevedere il target e OAR DVH. 2) L'altro approccio è comunemente chiamato pianificazione basata sul protocollo, in cui il sistema di pianificazione del trattamento ha cercato di imitare un pianificatore di trattamento esperto e attraverso un processo iterativo valuta la qualità del piano sulla base del protocollo.

Terapia con particelle

Nella terapia con particelle ( la terapia protonica è un esempio), le particelle ionizzanti energetiche (protoni o ioni carbonio) sono dirette al tumore bersaglio. L'aumentare della dose mentre penetra particelle del tessuto, fino ad un massimo ( picco di Bragg ) che si verifica in prossimità dell'estremità della particella gamma , e scende poi (quasi) zero. Il vantaggio di questo profilo di deposizione di energia è che meno energia viene depositata nel tessuto sano che circonda il tessuto bersaglio.

Terapia della coclea

La terapia Auger (AT) utilizza una dose molto elevata di radiazioni ionizzanti in situ che fornisce modifiche molecolari su scala atomica. L'AT differisce dalla radioterapia convenzionale in diversi aspetti; non si basa né sui nuclei radioattivi per causare danni da radiazioni cellulari a una dimensione cellulare, né impegna più raggi a matita esterni da direzioni diverse per azzerare per fornire una dose all'area mirata con una dose ridotta al di fuori delle posizioni di tessuto/organo mirati. Invece, la somministrazione in situ di una dose molto elevata a livello molecolare utilizzando l'AT mira a modificazioni molecolari in situ che comportano rotture molecolari e riarrangiamenti molecolari come un cambiamento di strutture di impilamento e funzioni metaboliche cellulari relative a dette strutture molecolari. .

Compensazione del movimento

In molti tipi di radioterapia a fasci esterni, il movimento può avere un impatto negativo sull'erogazione del trattamento spostando il tessuto bersaglio fuori o altri tessuti sani nel percorso del raggio previsto. È comune una qualche forma di immobilizzazione del paziente, per impedire i grandi movimenti del corpo durante il trattamento, tuttavia ciò non può impedire tutti i movimenti, ad esempio a causa della respirazione . Diverse tecniche sono state sviluppate per spiegare il movimento come questo. L' apnea profonda (DIBH) è comunemente usata per i trattamenti al seno in cui è importante evitare di irradiare il cuore. In DIBH il paziente trattiene il respiro dopo aver inspirato per fornire una posizione stabile per l' accensione del raggio di trattamento. Questo può essere fatto automaticamente utilizzando un sistema di monitoraggio esterno come uno spirometro o una fotocamera e dei marker. Le stesse tecniche di monitoraggio, così come l' imaging 4DCT , possono essere utilizzate anche per il trattamento con gate respiratorio, in cui il paziente respira liberamente e il raggio è impegnato solo in determinati punti del ciclo respiratorio. Altre tecniche includono l'utilizzo dell'imaging 4DCT per pianificare i trattamenti con margini che tengono conto del movimento e il movimento attivo del lettino di trattamento, o raggio, per seguire il movimento.

Contatta la brachiterapia a raggi X

La brachiterapia a raggi X da contatto (chiamata anche "CXB", "brachiterapia elettronica" o "Tecnica Papillon") è un tipo di radioterapia che utilizza raggi X a kilovoltaggio applicati vicino al tumore per trattare il cancro del retto . Il processo prevede l'inserimento del tubo a raggi X attraverso l' ano nel retto e il suo posizionamento contro il tessuto canceroso, quindi alte dosi di raggi X vengono emesse direttamente nel tumore a intervalli di due settimane. Viene in genere utilizzato per il trattamento del cancro del retto precoce in pazienti che potrebbero non essere candidati all'intervento chirurgico. Una revisione NICE del 2015 ha rilevato che il principale effetto collaterale era il sanguinamento che si è verificato in circa il 38% dei casi e l'ulcera indotta da radiazioni che si è verificata nel 27% dei casi.

Brachiterapia (radioterapia a sorgente sigillata)

Un dispositivo per brachiterapia SAVI

La brachiterapia viene erogata posizionando una o più sorgenti di radiazioni all'interno o accanto all'area che richiede il trattamento. La brachiterapia è comunemente usata come trattamento efficace per il cancro del collo dell'utero, della prostata, della mammella e della pelle e può anche essere usata per trattare i tumori in molti altri siti del corpo.

Nella brachiterapia, le sorgenti di radiazioni sono posizionate con precisione direttamente nel sito del tumore canceroso. Ciò significa che l'irradiazione interessa solo un'area molto localizzata – l'esposizione alle radiazioni dei tessuti sani più lontani dalle sorgenti è ridotta. Queste caratteristiche della brachiterapia offrono vantaggi rispetto alla radioterapia a fasci esterni: il tumore può essere trattato con dosi molto elevate di radiazioni localizzate, riducendo al contempo la probabilità di danni non necessari ai tessuti sani circostanti. Un ciclo di brachiterapia spesso può essere completato in meno tempo rispetto ad altre tecniche di radioterapia. Questo può aiutare a ridurre la possibilità di sopravvivenza delle cellule tumorali che si dividono e crescono negli intervalli tra ogni dose di radioterapia.

Come esempio della natura localizzata della brachiterapia mammaria, il dispositivo SAVI eroga la dose di radiazioni attraverso più cateteri, ognuno dei quali può essere controllato individualmente. Questo approccio riduce l'esposizione dei tessuti sani e gli effetti collaterali risultanti, rispetto sia alla radioterapia a fasci esterni che ai vecchi metodi di brachiterapia mammaria.

Terapia con radionuclidi

La terapia con radionuclidi (nota anche come terapia con radioisotopi sistemici, terapia radiofarmaceutica o radioterapia molecolare) è una forma di terapia mirata. Il targeting può essere dovuto alle proprietà chimiche dell'isotopo come il radioiodio, che è specificamente assorbito dalla ghiandola tiroide mille volte meglio di altri organi corporei. Il targeting può essere ottenuto anche attaccando il radioisotopo a un'altra molecola o anticorpo per guidarlo verso il tessuto bersaglio. I radioisotopi vengono somministrati tramite infusione (nel flusso sanguigno) o ingestione. Esempi sono l'infusione di metaiodobenzilguanidina (MIBG) per il trattamento del neuroblastoma , di iodio-131 orale per il trattamento del cancro della tiroide o della tireotossicosi , e di lutezio-177 e ittrio-90 legati agli ormoni per il trattamento dei tumori neuroendocrini ( terapia con radionuclidi del recettore peptidico ).

Un altro esempio è l'iniezione di microsfere radioattive di ittrio-90 o olmio-166 nell'arteria epatica per radioembolizzare tumori e metastasi epatiche. Queste microsfere sono utilizzate per l'approccio terapeutico noto come radioterapia interna selettiva . Le microsfere hanno un diametro di circa 30  µm (circa un terzo di un capello umano) e vengono erogate direttamente nell'arteria che fornisce sangue ai tumori. Questi trattamenti iniziano guidando un catetere attraverso l'arteria femorale nella gamba, navigando verso il sito target desiderato e somministrando il trattamento. Il sangue che alimenta il tumore porterà le microsfere direttamente al tumore consentendo un approccio più selettivo rispetto alla tradizionale chemioterapia sistemica. Attualmente esistono tre diversi tipi di microsfere: SIR-Spheres , TheraSphere e QuiremSpheres.

Un uso importante della terapia con radioisotopi sistemici è nel trattamento delle metastasi ossee da cancro. I radioisotopi viaggiano selettivamente verso le aree dell'osso danneggiato e risparmiano l'osso normale non danneggiato. Gli isotopi comunemente usati nel trattamento delle metastasi ossee sono radio-223 , stronzio-89 e samario ( 153 Sm) lexidronam .

Nel 2002, la Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti ha approvato l' ibritumomab tiuxetano (Zevalin), che è un anticorpo monoclonale anti- CD20 coniugato all'ittrio-90. Nel 2003, la FDA ha approvato il regime tositumomab /iodio ( 131 I) tositumomab (Bexxar), che è una combinazione di un anticorpo monoclonale anti-CD20 marcato con iodio-131 e non marcato. Questi farmaci sono stati i primi agenti di quella che è nota come radioimmunoterapia e sono stati approvati per il trattamento del linfoma non Hodgkin refrattario .

Radioterapia intraoperatoria

Radioterapia intraoperatoria (IORT) sta applicando livelli terapeutici di radiazioni per un area di destinazione, come ad esempio un cancro tumore, mentre l'area è esposta durante l' intervento chirurgico .

Fondamento logico

La logica della IORT è quella di erogare un'elevata dose di radiazioni precisamente nell'area mirata con un'esposizione minima dei tessuti circostanti che vengono spostati o schermati durante la IORT. Le tecniche di radiazione convenzionali come la radioterapia a fasci esterni (EBRT) dopo la rimozione chirurgica del tumore presentano diversi inconvenienti: Il letto tumorale in cui deve essere applicata la dose più alta viene spesso perso a causa della complessa localizzazione della cavità della ferita anche quando viene utilizzata la moderna pianificazione della radioterapia . Inoltre, il consueto ritardo tra la rimozione chirurgica del tumore e l'EBRT può consentire un ripopolamento delle cellule tumorali. Questi effetti potenzialmente dannosi possono essere evitati erogando la radiazione in modo più preciso ai tessuti mirati, portando alla sterilizzazione immediata delle cellule tumorali residue. Un altro aspetto è che il fluido della ferita ha un effetto stimolante sulle cellule tumorali. È stato scoperto che la IORT inibisce gli effetti stimolanti del fluido della ferita.

Storia

Trattamento a raggi X della tubercolosi nel 1910. Prima degli anni '20, i rischi delle radiazioni non erano compresi e veniva usato per trattare una vasta gamma di malattie.

La medicina ha usato la radioterapia come trattamento per il cancro per più di 100 anni, con le sue prime radici che risalgono alla scoperta dei raggi X nel 1895 da Wilhelm Röntgen . Emil Grubbe di Chicago è stato forse il primo medico americano a utilizzare i raggi X per curare il cancro, a partire dal 1896.

Il campo della radioterapia iniziò a crescere nei primi anni del 1900 in gran parte grazie al lavoro pionieristico della scienziata vincitrice del premio Nobel Marie Curie (1867-1934), che scoprì gli elementi radioattivi polonio e radio nel 1898. Questo iniziò una nuova era nella medicina trattamento e ricerca. Negli anni '20 i rischi dell'esposizione alle radiazioni non furono compresi e fu usata poca protezione. Si credeva che il radio avesse ampi poteri curativi e la radioterapia veniva applicata a molte malattie.

Prima della guerra mondiale 2, le fonti solo pratiche di radiazione per la radioterapia erano il radio , la sua "emanazione", il radon gas, e il tubo radiogeno . La radioterapia a fasci esterni (teleterapia) è iniziata all'inizio del secolo con macchine a raggi X a tensione relativamente bassa (<150 kV). È stato scoperto che mentre i tumori superficiali potevano essere trattati con raggi X a bassa tensione, erano necessari fasci di energia più penetranti e più elevati per raggiungere i tumori all'interno del corpo, che richiedevano tensioni più elevate. I raggi X ad ortotensione , che utilizzavano tensioni del tubo di 200-500 kV, iniziarono ad essere utilizzati negli anni '20. Per raggiungere i tumori più profondamente sepolti senza esporre la pelle e i tessuti intervenuti a pericolose dosi di radiazioni, sono necessari raggi con energie di 1 MV o superiori, chiamate radiazioni "megavolt". La produzione di raggi X da megavolt richiedeva tensioni sul tubo a raggi X da 3 a 5 milioni di volt , che richiedevano enormi installazioni costose. Le unità a raggi X a megatensione furono costruite per la prima volta alla fine degli anni '30, ma a causa del costo erano limitate a poche istituzioni. Uno dei primi, installato presso l'ospedale di St. Bartholomew a Londra nel 1937 e utilizzato fino al 1960, utilizzava un tubo a raggi X lungo 30 piedi e pesava 10 tonnellate. Il radio produceva raggi gamma megavolt , ma era estremamente raro e costoso a causa della sua bassa presenza nei minerali. Nel 1937 l'intera fornitura mondiale di radio per radioterapia era di 50 grammi, valutata 800.000 sterline, o 50 milioni di dollari nel 2005.

L'invenzione del reattore nucleare nel Progetto Manhattan durante la seconda guerra mondiale ha reso possibile la produzione di radioisotopi artificiali per la radioterapia. La cobaltoterapia , macchine per la teleterapia che utilizzano raggi gamma megavolt emessi dal cobalto-60 , un radioisotopo prodotto irradiando il comune cobalto metallico in un reattore, hanno rivoluzionato il campo tra gli anni '50 e l'inizio degli anni '80. Le macchine al cobalto erano relativamente economiche, robuste e semplici da usare, sebbene a causa della sua emivita di 5,27 anni il cobalto dovesse essere sostituito circa ogni 5 anni.

Gli acceleratori di particelle lineari medici , sviluppati a partire dagli anni '40, hanno iniziato a sostituire le unità a raggi X e al cobalto negli anni '80 e queste vecchie terapie sono ora in declino. Il primo acceleratore lineare medico è stato utilizzato all'Hammersmith Hospital di Londra nel 1953. Gli acceleratori lineari possono produrre energie più elevate, avere più fasci collimati e non produrre rifiuti radioattivi con i relativi problemi di smaltimento come le terapie con radioisotopi.

Con l' invenzione della tomografia computerizzata (CT) di Godfrey Hounsfield nel 1971, la pianificazione tridimensionale è diventata una possibilità e ha creato un passaggio dalla somministrazione di radiazioni 2D a 3D. La pianificazione basata su TC consente ai medici di determinare con maggiore precisione la distribuzione della dose utilizzando immagini tomografiche assiali dell'anatomia del paziente. L'avvento di nuove tecnologie di imaging, tra cui la risonanza magnetica (MRI) negli anni '70 e la tomografia a emissione di positroni (PET) negli anni '80, ha spostato la radioterapia dalla radioterapia conforme 3-D alla radioterapia a intensità modulata (IMRT) e alla radioterapia con immagini. radioterapia guidata (IGRT) tomoterapia . Questi progressi hanno permesso agli oncologi delle radiazioni di vedere e indirizzare meglio i tumori, il che ha portato a migliori risultati del trattamento, una maggiore conservazione degli organi e meno effetti collaterali.

Mentre l'accesso alla radioterapia sta migliorando a livello globale, più della metà dei pazienti nei paesi a basso e medio reddito non ha ancora accesso alla terapia a partire dal 2017.

Guarda anche

Riferimenti

Ulteriori letture

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