La radioterapia adattiva: analisi dei cambiamenti degli OAR tramite workflow offline basato sulla fusione deformabile di immagini CBCT giornaliere


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Capone L., Cavallo F., Lusini F., Nardiello B., Tolu B., Bianciardi F., Gentile P.

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Pubblication Date: 2019-10
Printed on: Volume 1, Special Issue - I Congresso FNO TSRM PSTRP

INTRODUZIONE

La radioterapia adattiva è una pratica clinica consolidata, soprattutto in alcuni tipi di trattamenti soggetti a rapidi cambiamenti a causa della presenza di organi a rischio (OAR) che influenzano il movimento del target. Il processo di adattabilità del trattamento al singolo caso combina strumenti come l’acquisizione di immagini pretrattamento, la valutazione clinica del reale bisogno di adattamento, la pianificazione del nuovo trattamento e la garanzia della qualità finale di questo processo. Le moderne apparecchiature di radioterapia permettono di attuare diverse strategie in modalità online o offline. Lo scopo di questo lavoro è definire una procedura di ART offline capace di garantire un corretto replanning nei trattamenti prostatici secondo parametri di valutazione oggettivi.

MATERIALI E METODI

Il protocollo di simulazione e trattamento dei pazienti prostatici prevede lo svuotamento del retto e il riempimento della vescica con 500mL di acqua oltre ad una attesa di 20 min. Affinchè le condizioni della simulazione vengano rispettate anche durante il trattamento, si effettuano controlli giornalieri tramite immagini CBCT. Il protocollo IGRT prevede la fusione rigida delle immagini acquisite nel bunker con quelle derivate dalla TC di simulazione. Per lo studio sono stati selezionati 18 pazienti affetti da adenocarcinoma della prostata (medio e basso rischio) sottoposti a 40 frazioni con una dose giornaliera di 2Gy/die (80 Gy). I pazienti sono stati trattati in posizione supina, le braccia sopra il torace e le gambe su un sistema di immobilizzazione (Prostep Klarity). Il workflow ART offline ha richiesto l’uso delle verifiche pretrattamento, la registrazione con le immagini della simulazione e il calcolo delle variazioni di riempimento di retto e vescica. L’analisi è stata stata effettuata tramite software Velocity v4.0 (Varian Medical System). Alla fine del procedimento automatico generato dal software Velocity, si sono rese disponibili delle immagini adattate tra TC e CBCT chiamate aCT (adaptive CT). La contornazione degli organi di interesse sulle aCT è avvenuta in maniera automatica. Per permettere un confronto quantitativo efficace sono stati presi in considerazione il coefficiente di DICE e indici statistici di dispersione e distribuzione.

RISULTATI

La dispersione dei valori percentuali relativi al volume del retto risulta maggiore nei casi afferenti al gruppo A. La distribuzione delle percentuali di cambiamento del retto nel gruppo A ha avuto come valore IQR = 5,72% (Q1=-3,98%; Q2= -0,66%; Q3= 1,74%) mentre nel gruppo B IQR= 5,05% (Q1= -2,66%; Q2= 0,02%; Q3= 2,39%). La dispersione dei valori percentuali relativi al volume della vescica risulta maggiore nei casi afferenti al gruppo A. La distribuzione delle percentuali di cambiamento della vescica nel gruppo A ha avuto come valore IQR = 11,80% (Q1=-10,12%; Q2= -5,49%; Q3= 1,67%) mentre nel gruppo B IQR= 9,07% (Q1= -3,57%; Q2= 0,95%; Q3= 5,51%). Il coefficiente di DICE nel gruppo A ha evidenziato una sovrapponibilità giornaliera della vescica in media pari a 0,92 ± 0,13. Nel gruppo B, la stessa sovrapponibilità ha raggiunto il valore medi di 0,93 ± 0,07. Il volume del retto, in entrambi i gruppi, ha avuto coefficiente di Dice medio pari a 0,85 ± 0,14.

CONCLUSIONI

Dai risultati ottenuti si evince che il valore del coefficiente DICE è un indice utile per stabilire se la localizzazione dei volumi è sovrapponibile a quella della TC di simulazione. Andrebbe perciò verificato, in fase di attuazione di un protocollo di ART Offline, almeno ogni cinque frazioni di terapia, affinché si possa stimare in tempo utile l’effettiva necessità di ripianificazione. Poiché questo indice non prende in considerazione i volumi ma solo la loro sovrapponibilità geometrica, in caso di adozione di un workflow di radioterapia adattiva offline, si consiglia di effettuare anche un controllo delle medie dei volumi degli OAR, soprattutto per quel che concerne la vescica, più soggetta a cambiamenti di questo tipo che di variazioni della localizzazione spaziale.

Coefficiente DICE retto Coefficiente DICE vescica Accettabilità delle immagini CBCT Percentuale di cambiamento di volume del retto Percentuale di cambiamento di volume della vescica
DDICER > 0,83 DDICEB > 0,93 Ripianificazione non necessaria DVR <3% DVB <6%
0,83 < DDICER > 0,50 0,93 < DDICEB > 0,80 Valutare ripianificazione 3%< DVR >6% 6%< DVB >9%
DDICER < 0,50 DDICEB < 0,80 Ripianificazione consigliata DVR >6% DVB >9%