Osservare le radiazioni in tempo reale per rendere ancora più precise le terapie oncologiche
Si chiama INSIDE, Innovative Solution for Dosimetry in Hadrontherapy, il primo sistema al mondo bimodale in grado di monitorare in tempo reale i fasci di ioni carbonio e protoni utilizzati nell’adroterapia oncologica per colpire i tumori resistenti alla radioterapia ai raggi X e non operabili. La sperimentazione sui pazienti, con l’obiettivo di verificare ancora più efficacemente gli effetti dell’adroterapia sui tessuti tumorali e rendere ancora più preciso il trattamento, è stata avviata dalla Fondazione CNAO – Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica di Pavia – insieme alla Sapienza Università di Roma, all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, al Dipartimento di fisica dell’Università di Pisa.
Lo studio clinico coinvolgerà 40 pazienti del CNAO sottoposti ad adroterapia per il trattamento di meningiomi e tumori del distretto testa-collo.
Per colpire i tessuti tumorali l’adroterapia oncologica utilizza fasci di protoni o ioni carbonio che, rispetto ai raggi X impiegati nella radioterapia tradizionale, hanno la capacità di rilasciare la loro energia solo in prossimità della massa tumorale, riducendo al minimo l’impatto sui tessuti sani circostanti e i conseguenti effetti collaterali.
INSIDE è uno strumento posizionato vicino al letto dove il paziente riceve il trattamento con adroterapia e si compone di due rilevatori in grado di misurare le particelle secondarie prodotte durante il trattamento facendo capire con un brevissimo scarto temporale dove si sta rilasciando l’energia e se il volume tumorale, in seguito al trattamento, si modifica.
“La caratteristica unica del sistema INSIDE – spiega Alessio Sarti del Dipartimento di Scienze di base e applicate per l’ingegneria – è la capacità di monitorare anche i trattamenti effettuati con ioni carbonio. Grazie al rivelatore che abbiamo progettato è possibile rivelare le radiazioni secondarie generate dall’interazione degli ioni carbonio con i tessuti del paziente, per controllare in tempo reale il percorso del fascio. Nell’ambito della collaborazione interdipartimentale Applied Radiation Physics Group coordinata da Vincenzo Patera e Riccardo Faccini, abbiamo anche sviluppato gli algoritmi di ricostruzione e analisi dei dati permettendo allo staff del CNAO di osservare cosa accade mentre il paziente viene trattato”.
La sperimentazione sui pazienti e l’avvio dello studio clinico rappresentano la seconda fase del progetto INSIDE, che si svolge in una delle tre sale di trattamento del CNAO dove i due rilevatori che compongono il sistema sono stati installati su una struttura prossima al letto su cui il paziente riceve il trattamento con adroterapia.
La prima fase del progetto INSIDE, che si era concentrata invece sulla creazione dei due rilevatori, è stata portata avanti tra il 2013 e il 2016.
È stato avviato uno studio clinico osservazionale che consiste nella sperimentazione di INSIDE su 40 pazienti del CNAO che si sottopongono ad adroterapia con protoni, per il trattamento di meningiomi e carcinomi squamocellulari della rinofaringe, e con ioni carbonio per il trattamento di carcinomi adenoideo-cistici e cordomi della base del cranio. Il piano di trattamento per queste patologie prevede dalle 15 alle 35 sedute di adroterapia, una al giorno. Lo studio clinico prevede all’inizio 3/4 misurazioni attraverso INSIDE, durante la prima settimana di trattamento, e in seguito 1 misurazione a settimana.
Sulla base delle rilevazioni di INSIDE e dei risultati di eventuali Tac di rivalutazione, è possibile osservare le modifiche morfologiche subite dalla massa tumorale durante la terapia e, se necessario, rivedere e aggiornare il piano di trattamento per renderlo ancora più preciso.
