Studi dosimetrici e validazione di nuovi strumenti per la verifica di trattamenti radioterapici a intensità modulata, statica e rotazionale

Nella moderna radioterapia, ogni piano di trattamento viene appositamente studiato su misura del paziente. L'IMRT (Intensity Modulated Radiation Therapy, Radioterapia ad Intensità Modulata), una sofisticata forma di radioterapia tridimensionale convenzionale, rappresenta una delle più avanzate e promettenti tecniche di radioterapia oncologica. La possibilità di conformare la distribuzione della dose terapeutica alla geometria, anche molto complessa, del volume tumorale, consente di salvaguardare in modo ottimale i tessuti sani circostanti, diminuendo l'intensità di radiazione della dose sulle zone periferiche. La riduzione della dose erogata ai tessuti sani, con conseguente riduzione della probabilità di complicanze agli stessi, permette di erogare al bersaglio una dose più elevata rispetto alla radioterapia conformazionale tridimensionale. Questo si traduce, per alcune patologie, in un aumento della probabilità di controllo locale. Data la complessità della tecnica IMRT, che riveste non solo gli aspetti tecnico-dosimetrici, ma anche la gestione del paziente e la valutazione clinica del trattamento, è necessario eseguire i Controlli di Qualità (CQ) dedicati, per ogni paziente trattato. Lo scopo principale dei CQ è la verifica dell'accordo tra la distribuzione di dose pianificata al TPS (Treatment Planning System, Sistema di Pianificazione del Trattamento) e la distribuzione di dose effettivamente erogata all'acceleratore. In questo lavoro di tesi sono stati effettuati studi dosimetrici su diversi piani di trattamento calcolati ed erogati su fantoccio ad acqua solida con differenti tecniche radioterapiche (3D-CRT e IMRT). Il primo obiettivo del lavoro è stato la validazione di un nuovo software (3DVH) utilizzato per la valutazione dei piani di trattamento radioterapico. 3DVH utilizza i dati del piano di cura pianificato al TPS, le misure eseguite all'acceleratore lineare e il file contenente l'elaborazione delle misure stesse, fornito dal software MapCHECK. Il secondo obiettivo del lavoro ha riguardato lo studio del significato clinico dell'indice gamma, ampiamente utilizzato nei controlli di qualità paziente-specifici pre-trattamento IMRT per il confronto tra distribuzioni di dose calcolate dal TPS ed erogate dall'acceleratore. A tal fine sono state acquisite le distribuzioni di dose di 27 pazienti trattati nel distretto Prostata-Pelvi e 15 pazienti trattati nel distretto Testa-Collo. La tesi è articolata in tre capitoli introduttivi e in tre capitoli in cui viene riportato il lavoro di analisi. Nei primi due capitoli introduttivi si presentano gli elementi essenziali della fisica alla base della radioterapia, vengono illustrate le caratteristiche di un acceleratore lineare, utilizzato per l'erogazione della terapia al paziente, ed infine le tecniche di trattamento sviluppate negli anni, con particolare attenzione a quelle d'interesse per questo studio. Nel terzo capitolo sono presentati i controlli di qualità e i concetti di base della dosimetria in radioterapia, con la descrizione dei principali dosimetri utilizzati oggi. Nel quarto capitolo si presentano il software 3DVH, i materiali, i metodi che conducono alla sua validazione, i risultati e le conclusioni di questo primo obiettivo del lavoro di tesi. Nel quinto capitolo si passa allo studio dei casi clinici: vengono illustrate le caratteristiche dei piani di trattamento somministrati ai pazienti scelti per questo studio e vengono riportati i risultati e le conclusioni.