TORINO 16-19 Novembre 2013
RADIOPROTEZIONE
RELAZIONI A INVITOFattori prognostici, imaging biomolecolare e
moderna radioterapia: il ruolo della radiobiologia clinica nella
ricerca traslazionale. P. Pedicini, Rionero in Vulture (PZ)
Rischi di induzione dei secondi tumori da radioterapia e follow
up oncologico a mezzo CT. R. Calandrino, Milano
I pareri dellISPRA in ambiente sanitario. J. Wells, Roma
TORINO 16-19 Novembre 2013
RADIOPROTEZIONE
RELAZIONI LIBEREUso di un acceleratore lineare di protoni da 7
MeV per esperimenti di radiobiologia. F. Marracino, Frascati
(Roma)
Tossicit tardiva in pazienti prostatici trattati con
radioterapia conformazionale 3D: considerazioni radiobiologiche sul
ruolo della dieta e dellimaging. M. DAndrea, Roma
Radioterapia volumetrica ad intensit modulata monoisocentrica su
principi radiobiologici nel trattamento radiochirurgico di
metastasi cerebrali multiple. G. Pastore, Empoli (FI)
Studio degli effetti di radiazioni di diversa qualit sul
metabolismo di cellule staminali da glioblastoma mediante
spettroscopia1H NMR. A. Palma, Roma
Grandezze basate su dati biologici in radioterapia (BioQuaRT):
un progetto di ricerca EMRP lanciato nel 2012. M. Pinto, Roma
Dose al paziente in radiologia interventistica: un po di ordine
nel caos. A. Radice, Milano/Monza
Leffetto dellintroduzione dellICRP 103 nella TC pediatrica:
valutazione comparativa della dose efficace. G. Frigerio, Como
Conoscenze sulla radioprotezione dei pazienti: risultati
preliminari dellindagine tra i medici dellOrdine di Pavia. E.
Giroletti, Pavia
Progetto DoseDataMed2: valutazione della dose collettiva da
radiologia e medicina nucleare in Italia. R. Padovani, Udine
Esposizioni da radiazioni ionizzanti di operatori e pazienti in
radiologia interventistica: i risultati di una survey fra centri
italiani. S. Grande, Roma
Modello di calcolo numerico per lottimizzazione delle
schermature di un locale adibito a stoccaggio di liquami
radioattivi provenienti da un reparto di Medicina Nucleare. V.
Cannat, Roma
TORINO 16-19 Novembre 2013
RADIOPROTEZIONE
POSTERValutazione di dose al paziente durante procedure EVAR
mediante lutilizzo di pellicole GafChromic XR-RV3. A. Bruschi,
Firenze
Riduzione dellesposizione X-Ray durante le procedure di
ablazione transcatetere attraverso lapplicazione estensiva di
sistemi di mappaggio non fluoroscopico 3D. D. Ravanelli, Roma
Caratterizzazione dosimetrica dei film GAFCHROMIC XR-RV3 per
valutazione di distribuzione bidimensionale di dose e calcolo della
dose massima in cute nelle procedure di interventistica. C.
Stancampiano, Catania
Valutazioni di dose efficace in angiografia coronarica e cardio
TC: misure in fantoccio. A. Bruschi, Firenze
Dose al paziente in differenti procedure di cifoplastica a guida
fluoroscopica. L. G. Moro, Pavia
La TC pediatrica: studio dosimetrico retrospettivo. M. Duchini,
Como
Riduzione di dose nelle procedure di PTCA utilizzando la modalit
di memorizzazione delle sequenze fluoroscopiche al posto della
modalit cine. F. Bisi, Genova
Applicazione dellanalisi FMEA in trattamenti SBRT con
CyberKnife. M. C. Cantone, Milano
Variazione dellesposizione delloperatore a radiazioni ionizzanti
durante procedure di angiografia coronarica percutanea con accesso
radiale destro e sinistro: lo studio randomizzato OPERA. M.
Italiani, Terni
Software per lanalisi automatica delle glow curve di dosimetri a
termoluminescenza (TLD). F. Rossi, Firenze
Aspetti di radioprotezione e misure di esposizione per lo staff
medico coinvolto nella chirurgia radioguidata del linfonodo
sentinella del carcinoma prostatico. A. Zorz, Milano
Radioesposizione dei lavoratori con lutilizzo
dellapparecchiatura radiologica O-Arm nella chirurgia della colonna
vertebrale. G. Tosi, Rozzano (MI)
Studio Monte Carlo comparativo (Fluka, Geant4 e MCNPX) di una
linea di fascio con protoni presso CNAO. A. Fontana, Pavia
Valutazione dellefficacia dei telini di radioprotezione nei
laboratori di emodinamica ed elettrofisiologia. C. Vantini,
Trento
La gestione dei rifiuti solidi radioattivi: lesperienza
dellAzienda Ospedaliera SantAnna di Como. M. Cacciatori, Como
Programma di assicurazione della qualit dei dispositivi di
protezione individuale per la radioprotezione. A. Valentini,
Trento
Dose al cristallino: validazione e impiego di visiere
alternative agli occhiali anti-X. F. Badino, Genova
TORINO 16-19 Novembre 2013
RADIOPROTEZIONEPOSTER
Stima della dose ricevuta da autisti di autoambulanza e
infermieri coinvolti nel trasporto di pazienti soggetti a esami di
medicina nucleare. A. Valentini, Trento
Utilizzo di telini radioprotezionistici per ridurre lesposizione
agli operatori durante procedure interventistiche: un approccio
clinico. L. Marzoli, Busto Arsizio (VA)
Studio sulla risposta dei dosimetri a termoluminiscenza (TLD)
sottoposti a sterilizzazione in autoclave. F. Rossi, Firenze
Valutazioni di dose al cristallino per operatori di radiologia
interventistica con dosimetri a luminescenza ottica stimolata e
correlazione con indicatori dosimetrici del paziente. O. Rampado,
Torino
Valutazione della dose equivalente ambientale in un acceleratore
per protonterapia tramite simulazioni Monte Carlo. F. Fracchiolla,
Trento/Roma
Valutazione dellefficienza di schermatura degli occhiali di
protezione in radiologia interventistica. F. Bonutti, Udine
Utilizzo di Image Plate per la dosimetria personale e
ambientale. P. Randaccio, Cagliari
Fattori prognostici, imaging biomolecolare e moderna
radioterapia: il ruolo della radiobiologia clinica nella
ricerca
traslazionale.
P. Pedicini1.
U.O. Radioterapia, IRCCS CROB Rionero in Vulture, Potenza
(IT)
Introduzione
Negli ultimi anni, nel campo delle terapie radianti, maturata la
consapevolezza che l'informazione proveniente dalle immagini
biomedicali sarebbe stata utile per definire la modalit di
trattamento individuali per ogni paziente [1].
E' stato quindi introdotto il concetto innovativo di
teragnostica, secondo il quale l'imaging molecolare e/o funzionale
pu
essere impiegato per prescrivere la dose di radiazione
terapeutica in quattro dimensioni: le tre dimensioni spaziali pi
quella
temporale [2].
Per questo scopo, in aggiunta alla Computed Tomography (TC),
possono essere utilizzate immagini che consentono di
visualizzare e quantificare le variazioni dei fenotipi cellulari
all'interno dei volumi contenenti le cellule neoplastiche.
Esempi sono la tomografia ad emissione di positroni (PET), la TC
a singola emissione fotonica (SPECT), la spettroscopia con
Risonanza Magnetica (RM), la dynamic contrast-enhanced magnetic
resonance (MR), la RM con perfusione, ecc.
Le informazioni contenute in ognuna di queste tipologie di
imaging, vengono sfruttate per modulare la dose di radiazione
all'interno del microambiente tumorale mediante la tecnica del
dose painting by numbers che una strategia di erogazione
della dose di radiazione che tiene conto delle variazioni, anche
temporali, delle caratteristiche cellulari nel microambiente
tumorale.
In questo contesto, il rapido progresso scientifico nel campo
dell'imaging molecolare e funzionale, quello inerente lo
sviluppo
delle tecniche di pianificazione ed erogazione della dose di
radiazione insieme ai progressi nella conoscenza della
radiobiologia clinica, stanno contribuendo fortemente al
successo di una radioterapia guidata dall'imaging teragnostico.
Pertanto questo approccio sta rivoluzionando il modo in cui la
dose radioterapica prescritta e pianificata e, almeno in linea
di
principio, si prevede che migliorer i risultati della terapia
sia in termini di controllo locale che in termini di riduzione
degli
effetti collaterali.
Densit dei clonogeni
L'imaging teragnostico nelle terapie radianti ha lo scopo di
mappare in tre dimensioni la distribuzione delle cellule tumorali e
le
loro caratteristiche funzionali per fornire informazioni circa
la possibile risposta clinica dei tumori o degli organi a rischio
in
radioterapia. Nei tumori solidi, lo scopo quello di fornire
immagini delle caratteristiche fenotipiche delle tipologie
cellulari
nel microambiente tumorale che sono utili alla determinazione
della loro risposta clinica.
In particolare l'imaging molecolare ha il potenziale per
definire il volume bersaglio reale, cio il volume consistente di
cellule
maligne che devono essere irradiate con una dose sufficiente al
controllo della malattia. Non solo, ma ha anche il potenziale
per stabilire la densit spaziale di tali clonogeni all'interno
del volume bersaglio e questo costituisce un primo elemento
utile
per la modulazione della dose di radiazione localmente.
Un primo esempio costituito dall'uso della spettroscopia con RM
per distinguere localmente tra iperplasia prostatica benigna
e tessuto maligno, finalizzato alla pianificazione della
distribuzione di dose modulata all'interno della prostata ottenuta
con
semi di iodio 125 o con una IMRT a fasci esterni. Un altro
esempio costituito dallo scanning PET con 18-
fluorodesossiglucosio (18-FDG) che costituisce un surrogato
della massa tumorale ed stato impiegato intensivamente per la
stadiazione di molti tumori solidi. Bisogna tener presente che
il 18-FDG indicativo del metabolismo di glucosio nell'area
tumorale e costituisce quindi una rappresentazione dell'attivit
enzimatica del target pi che della concentrazione di clonogeni.
E' stato infatti dimostrato che l'Uptake di 18-FDG una funzione
della microvascolarizzazione per il trasporto dei nutrienti
tumorali; dell'espressione del gene SLC2A1 (GLUT1) per il
trasporto di 18-FDG nel volume tumorale; dalla attivit delle
esochinasi per l'internalizzazione cellulare; del numero di
cellule nel volume tumorale, del tasso di proliferazione cellulare,
del
numero di linfociti e dell'espressione di fattori trascrizionali
legati all'ipossia tumorale come HIF1 [2].
Ipossia tumorale
L'ipossia tumorale associata con una alta probabilit di
progressione della malattia e una scarsa prognosi oltre che una
scarsa
efficacia della radioterapia. Pertanto regioni ipossiche
all'interno del volume tumorale costituiscono un elemento di
resistenza
all'azione della radioterapia. Una strategia per risolvere
questa problematica consiste nell'incrementare la dose di
radiazione
(boost) nelle regioni ipossiche quando queste ultime siano state
identificate tramite imaging. Molti radiofarmaci sono stati
studiati e sviluppati per ottenere un uptake preferenziale nelle
regioni tumorali ipossiche in studi clinici e pre-clinici. Una
classe di questi agenti costituita dai radiofarmaci contenenti
il gruppo 2-nitromisonidazolo (es. fluoride-18-misonidazole,
iodide-123-iodoazomycin arabinoside, and D-125I-iodoazomycin
galactopyranoside). Il meccanismo di azione di questi agenti
non completamente conosciuto, ma sembra essere riconducibile al
trattenimento dei composti nelle regioni ipossiche con
mitocondri intatti.
Purtroppo una difficolt connessa all'uso di questi agenti dovuta
al fatto che il rapporto segnale/background scarso.
Altra possibilit offerta dall'imaging mediante dynamic
contrast-enhanced RM che permette di visualizzare le differenze
di
assorbimento di mezzo di contrasto a base di gadolinio per i
diversi tessuti [3]. Un esempio quello della tecnica di imaging
BOLD (blood-oxygen-level dependent) che viene impiegata come
metodo indiretto per mappare le regioni ipossiche tumorali
con RM. Studi recenti hanno dimostrato che esiste una
correlazione significativa tra il grado di ipossia valutato su
sezioni del
volume tumorale mediante immunoistochimica e la concentrazione
locale di ossigeno ottenuta con tecnica BOLD [2].
Un altro esempio rappresentato dalla caratterizzazione dello
stato di espressione per il fattore molecolare VEGF (Vascolar
Endothelial Growth Factor Receptor) per il quale stato
dimostrato che elevati livelli di concentrazione o di espressione
locale,
rappresentano un surrogato per il livello di ipossia
intratumorale. Quindi la mappatura dello stato di VEGF, che un
importante fattore di stimolazione dell'angiogenesi nelle
regioni ipossiche, ottenuta tramite imaging ha una importante
funzione
prognostica oltre che predittiva del risultato della
radioterapia [4].
Proliferazione tumorale
Sono moltissimi gli studi clinici che hanno dimostrato l'impatto
della durata complessiva del trattamento radioterapico
specialmente per i tumori della testa e del collo ma anche in
molte altre patologie tumorali. Questo fenomeno stato
denominato ripopolazione accelerata durante la radioterapia ed
stato riconosciuto come un importante meccanismo di
radioresistenza nella radioterapia frazionata. Pertanto esiste
un razionale per usare l'imaging teragnostico della
proliferazione
cellulare ai fini dell'ottimizzazione del trattamento
radioterapico. La ricerca in questo contesto stata concentrata
specialmente
sullo studio di radionuclidi marcati con deossiuridina, ma il
rapporto segnale/rumore risultato scarso in molti casi, a causa
della rapida degradazione dei composti in vivo. Il problema
stato successivamente risolto con lo sviluppo del
18F-3-deoxy-3-
fluorothymidine (FLT). Molti studi hanno successivamente
dimostrato la forte correlazione spaziale tra l'uptake locale di
FLT e
il corrispondente Ki-67 labelling index dei campioni bioptici
valutati con immunoistochimica. Ki-67, nello specifico, una
proteina espressa in tutte le fasi del ciclo cellulare tranne
che nella fase quiescente e, quindi, fornisce una misura della
intensit
di proliferazione cellulare tumorale. Tuttavia, nonostante i
primi incoraggianti risultati, un recente studio condotto su
animali
da laboratorio ha dimostrato la limitata capacit di
internalizzazione di 18F-FLT nel nucleo cellulare rispetto al
background,
per cui ulteriori studi e sviluppi sono attesi in questo
contesto.
Molte altre metodiche sono in fase di studio e di interesse
immediato per l'imaging teragnostico nel campo delle terapie
radianti. Un esempio costituito dalle cicline D (che risultano
over-espresse in molti carcinomi a cellule squamose) o dalla
over-espressione di particolari recettori di membrana cellulare
che sono coinvolti nel processo di attivazione in risposta ad
uno
stimolo esterno alla cellula stessa.
L'epidermal growth factor receptor (EGFR), ad esempio, espresso
in molti tumori di origine epiteliale ed coinvolto in molti
processi associati al fenotipo tumorale maligno. Diversi studi
clinici hanno dimostrato la forte correlazione tra grado di
espressione di EGFR e l'efficacia della radioterapia nel caso
dei tumori della testa e del collo. Alcuni di questi studi
hanno
suggerito che l'espressione di EGFR collegata direttamente al
fattore temporale in radioterapia rendendolo di fatto un target
molto interessante dal punto di vista dell'imaging teragnostico
[5]. Sfortunatamente in molti di questi lavori scientifici sono
state usate differenti soglie di espressione di EGFR per
discriminare valori alti e bassi di espressione del recettore
molecolare
laddove appare ragionevole l'introduzione di variabile continua
piuttosto che una divisione dicotoma tra alta e bassa
espressione di EGFR. L'imaging teragnostico potrebbe aiutare a
discriminare fra diversi livelli di differenziazione tumorale
coesistenti all'interno del volume neoplastico. Questa
affermazione basata sull'osservazione clinica che alti livelli
di
espressione di EGFR sono pi pronunciati alla periferia del
tumore in confronto alle regioni centrali. Dunque tale
periferia
compatibile con bassi livelli di differenziazione e rapida
crescita tumorale laddove, invece, nelle regioni pi centrali
bassi
livelli di espressione di EGFR correlano con alti livelli di
differenziazione e con ridotta capacit proliferativa. Resta per
accertato che regioni con alta espressione di EGFR hanno una
forte capacit di accelerare la proliferazione cellulare e
l'identificazione dello stato di espressione di EGFR pu aiutare
a distinguere gruppi di pazienti che beneficerebbero di una
radioterapia accelerata (cio con una ridotta durata complessiva
del trattamento). Altri fattori molecolari come la proteina
PTEN (Phosphatase and tensin homolog), che ha un ruolo cruciale
nella trasduzione del segnale di proliferazione dalla
membrana al nucleo cellulare, hanno dimostrato una forte
correlazione tra aumento dell'espressione e accelerazione della
proliferazione durante il trattamento radioterapico [6].
In definitiva, gli sviluppi nello studio dei profili molecolari
e la ricerca di specifici fattori molecolari connessi alla
radiosensibilit cellulare, hanno dato inizio ad una serie di
promettenti studi nel campo dell'imaging teragnostico per le
terapie
radianti erogate anche in combinazione con farmaci biologici che
agiscono sugli stessi agenti molecolari [7].
La prescrizione della dose
Il concetto di dose-painting in radioterapia consiste nella
visualizzazione dei sottovolumi tumorali che hanno una maggiore
radioresistenza e nel prescrivere una appropriata dose
aggiuntiva in quelle stesse aree tumorali. Per questo obiettivo,
risulta di
fondamentale importanza l'introduzione di specifici modelli
radiobiologici che consentono di identificare la dose per
frazione
necessaria al raggiungimento di un determinato livello di
probabilit di controllo della malattia anche nelle regioni pi
radioresistenti. Un esempio costituito dai gradienti di
ossigenazione o dalle distribuzioni tridimensionali di alcuni
fenotipi
cellulari maggiormente radioresistenti.
La versione pi moderna del dose-painting costituita dal
dose-painting by numbers, in base al quale la prescrizione della
dose
di radiazione all'interno del volume neoplastico, viene definita
sulla base di istogrammi di intensit dei parametri di
radioresistenza cellulare ottenuti dalle immagini teragnostiche.
Un esempio il caso di pazienti affetti da cancro alla prostata
localizzato nel volume prostatico, un tipo di tumore
caratterizzato dalla presenza di regioni ipossiche. Il Clinical
Target
Volume (CTV), che tipicamente viene definito su TC o RM, pu
essere individuato su uno scan a RM con tecnica BOLD.
Questo tipo di imaging consente di introdurre un istogramma di
intensit ipossica per ogni slice dello scan: ogni intensit,
definita per ogni voxel, corrisponder ad uno stato di
ossigenazione che copra l'intero range da normale ossigenazione
a
totalmente ipossico [8].
La conseguente scala non lineare di valori di dose da associare
ad ogni livello di intensit ipossica, viene determinata sulla
base
dei modelli radiobiologici pi appropriati. Naturalmente, al
livello pi basso di concentrazione di ossigeno, viene associato
il
valore di dose di radiazione di cui comprovata l'efficacia
terapeutica su base clinica.
Successivamente ad ogni livello di dose prescritta per ogni
pixel, viene associata la distribuzione di dose finale mediante
un
software di calcolo in modalit di inverse planning.
Discussione
La validazione clinica del target ottenuto tramite imaging, il
primo obiettivo per la definizione di una nuova procedura
teragnostica. Questo obiettivo generalmente coinvolge due
passaggi. Il primo quello di dimostrare che la variabile di
imaging
correla con una propriet biologica locale come, ad esempio, una
misura locale della tensione di ossigeno per l'imaging
dell'ipossia o la valutazione di un indice mitotico come Ki -67
per l'imaging di proliferazione cellulare. Il secondo passo
quello di verificare la rappresentativit del marcatore
(convalida) per la caratteristica radiobiologica in questione, ad
esempio,
se il Ki-67 pu essere impiegato per selezionare gruppi di
pazienti che beneficeranno di una radioterapia accelerata.
Questo passaggio potrebbe in un primo momento sembrare
superfluo, ma necessario per giustificare la prescrizione di
una
modulazione temporale specifica della radioterapia sulla base
delle informazioni provenienti dall'imaging.
Bisogna, tuttavia, tener presente che l'utilit dell'imaging
teragnostico nella prescrizione di distribuzioni di dose in
quattro
dimensioni dipende dalla stabilit a breve e lungo termine della
mappa tridimensionale della densit di specifici fenotipi
cellulari o del microambiente tumorale.
L'ossigenazione un esempio: la chiusura e apertura intermittente
dei vasi, pu causare variazioni microscopiche
dell'ossigenazione. E' la cosiddetta ipossia acuta che si
manifesta in una tipica scala temporale dell'ordine dei minuti. La
misura
in cui tale fenomeno influenza la stima dell'ipossia ottenuta
con composti di radionuclidi marcati, non chiara. Inoltre, vi
un
fenomeno di riossigenazione delle regioni ipossiche in risposta
alla radiazione che si verifica alcune ore dopo ogni seduta di
trattamento radioterapico. Pertanto, studi della stabilit
temporale di mappe di ipossia sono in corso in diversi centri
[9].
Alle problematiche inerenti gli stati transienti vanno anche
aggiunte quelle dovute alle differenti capacit di risoluzione
spaziale delle differenti modalit di imaging che introducono un
ulteriore difficolt di gestione dei volumi parziali.
Allo stato attuale, gli scanner PET commerciali ad alta
risoluzione hanno una risoluzione massima di 3,5-5,0 millimetri
in
entrambi i piani assiali e trasversali. Lo sviluppo della TC-PET
e degli scanner RM-PET pu aiutare a ridurre gli artefatti di
volume parziale e a migliorare l'accuratezza delle
co-registrazione delle immagini.
Ci nonostante, le risoluzioni ottenibili con gli scanner PET
attuali devono essere viste nella scala di precisione spaziale
ottenibile durante la somministrazione di diverse frazioni di
dose di radiazione, che sono in numero variabile a seconda
della
patologia in trattamento.
Questo requisito definisce un limite effettivo sulla ripidit dei
gradienti che possono essere erogati nella pratica clinica che,
con
l'attuale tecnologia in radioterapia , probabilmente non molto
inferiore ai 3-4 mm.
Questo dovuto certamente alla precisione dosimetrica ottenibile
in fase di pianificazione del trattamento e agli sviluppi
tecnologici inerenti la collimazione multilamellare e la
riproducibilit ottenibile nel campo dell'immobilizzazione del
paziente.
Inoltre, il movimento fisiologico degli organi organo
costituisce un altro possibile limite che stato e viene ancora
studiato
approfonditamente da diversi gruppi di ricerca.
A tutto questo va aggiunta la capacit dei modelli radiobiologici
di rappresentare la funzione di prescrizione della dose e cio
il
legame matematico tra uno specifico valore di una variabile di
imaging e il dosaggio clinico ottimale che deve essere
prescritto
al corrispondente voxel [10].
E' improbabile che la definizione ottimale di questa funzione
debba essere ottenuta sulla base di misure radiobiologiche
realizzate in vitro ma, piuttosto, dovr essere desunta dai dati
di outcome provenienti da studi su esseri umani o negli
animali.
In conclusione, evidente che l'imaging teragnostico nel campo
delle terapie con radiazione in oncologia, rivoluzioner
l'intero
processo di prescrizione e della pianificazione della dose in
radioterapia, ma lo stato attuale di conoscenza dei fenomeni
cellulari e molecolari, oltre che di progresso tecnologico nel
campo dell'imaging e di erogazione della dose, costringe a
considerare questa metodica in una fase ancora sperimentale.
References:
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radiation oncology. Int J Rad Onc Biol Phys, 2011;79:342-347.
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2005;77:227-230.
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unresectablenonsmall-cell lung cancer: the HIL trial. Radiat Oncol,
2012;7:157-164.
[4] Imoto H, Osaki T et al. Vascular endothelial growth factor
expression in non-small-cell lung cancer: prognostic significancein
squamous cell carcinoma. J Thorac Cardiovasc Surg.
1998;115:1007-14.
[5] Pedicini P, Caivano R, Jereczek-Fossa BA, et al. Modelling
the correlation between EGFr expression and tumour
cellradiosensitivity, and combined treatments of radiation and
monoclonal antibody EGFr inhibitors. Theor Biol Med Model. 2012Jun
19;9:23.
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accelerated proliferation by protein tyrosine phosphatase
(PTEN)over expression in postoperative radiotherapy of head and
neck squamous cell carcinoma. Clin Transl Oncol. 2013 Mar 5.PMID:
23460560.
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EGFr expression and accelerated proliferation duringradiotherapy of
head and neck squamous cell carcinoma. Radiat Oncol. 2012 Aug
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[8] Thorwarth D, Eschmann SM et al. Hypoxia dose painting by
numbers: a planning study. Int J Rad Onc Biol
Phys,2007;68:291-30.
[9] Thorwarth D, Eschmann SM et al. A model of reoxygenation
dynamics of head and neck tumors based on
serial18FFluoromisonidazole positron emission tomography
investigations. Int J Rad Onc Biol Phys, 2007;68:515-521.
[10] Pedicini P, Strigari L, Benassi M. Estimation of a
self-consistent set of radiobiological parameters from
hypofractionatedversus standard radiation therapy of prostate
cancer. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2013 Apr 1;85(5):e231-7.
Il rsichio di induzione di secondi tumori in Radioterapia
R. Calandrino Servizio di Fisica Sanitaria, IRCCS Fondazione San
Raffaele
Levoluzione delle tecniche di radioterapia e dei sistemi
diagnostici ha portato ad un aumento progressivo della
sopravvivenza dei pazienti sottoposti a trattamento radiante. Da
qui un sempre maggiore interesse per lo studio della tossicit dei
trattamenti. Il rischio per effetti acuti, a breve termine, e per
effetti tardivi viene oggi considerato come elemento di attenzione
nella validazione del piano di trattamento.
La disponibilit di istogrammi dose volume per il PTV e per gli
OARs riesce in effetti a superare la complessit della
visualizzazione della distribuzione della dose in 3 dimensioni,
portando dei semplici e solidi riferimenti per definire le zone del
rischio (V20; V40; V60 etc). Questi dati trovano una loro maggiore
applicabilit ovviamente nel trattamento di sedi di tumore
storicamente limitate dalla tossicit agli organi a rischio
circostanti (H&N, Prostata, Polmone ). Inoltre la validazione
dei modelli radiobiologici, ottenuta dallo studio di follow up,
consente oggi di utilizzare con maggiore sicurezza, per un numero
crescente di organi e di effetti attinici, le indicazioni del
calcolo del NTCP, basato sul DVH degli organi a rischio, sui
fattori di radiosensibilit ( e ) e sui parametri di serialit
dellorgano considerato.
Tutto ci, unitamente ad una sempre pi efficace metodologia nel
dose delivery, consente di raggiungere, almeno nella parte pi
aggressiva della massa tumorale, dosi (BED eq) sempre pi prossime
ai 100 Gy, quando solo pochi anni fa parlare di 100 Gy sul polmone
o sulla prostata sembrava quasi eresia, e vicine agli 80 Gy nelle
neoplasie del collo.
Protocolli nei quali prevista una Dose escalation, rispetto agli
standard consolidati sono oggi ritenuti correlabili ad un aumento
del rischio di induzione di secondi tumori. Anche su questo fronte
i dati, derivati da meta analisi di follow up su grandi popolazioni
di pazienti trattati con Radioterapia, dimostrano ormai una
correlazione certa con la dose totale e, apparentemente, anche con
la modalit di erogazione della stessa e con il suo frazionamento
nel tempo: alcuni autori, infatti, stimano per le tecniche IMRT un
aumento del rischio per induzione di secondi tumori, mentre schemi
ipofrazionati sembrerebbero ridurre, anche in conseguenza della
diminuzione della dose fisica.
Mentre unaumento del rischio di induzione di secondi tumori
potrebbe essere accettabile per i pazienti pi anziani, anche grazie
al lungo tempo di latenza, i trattamenti per i pazienti in et
pediatrica o adolescenziale dovranno considerare con grande
attenzione e ponderazione questa tossicit tardiva che potrebbe
indurre, malignit peggiori di quella per cui si impostato il piano
di cura. Pi in generale le nostre considerazioni dovranno portare
ad un mutamento nel criterio di definizione della dose terapeutica,
laddove la dose massima non dovr pi essere la massima dose
tollerabile, ma la minima dose terapeutica per quel paziente e per
quel tumore.
ISPRA advices for medical facilitiesSpeaker Ms Joanne Wells
Radiation Protection Unit - ISPRA
AbstractAccording to Article 27 of Legislative Degree 230 of
17/03/1995 the authorization has to be required for activities
involving storage, treatment, use, operations with radioactive
materials, products or equipment containing radioactive materials.
The Legislative Decree provides two categories of authorization for
installations using ionizing radiation:
Category A - for relevant installations the Ministry of Economic
Development has the competence for authorization; the Ministry
grants authorizations in accordance with other relevant Ministries
(Environment, Interior, Labour, Health) and the technical advice of
ISPRA is required under law in order to determine technical
specifications applicable to the installation.
Category B - for smaller industrial and research installations
the Prefect of the province has administrative competence to issue
authorizations after seeking the advice of regional technical
bodies and of the Fire Corps; for small medical installations the
authorization is issued by the competent authorities set by the
Regional law.The Ministry of Economic Development requests the
advice of ISPRA also for the transfer between member countries of
radioactive sources, pursuant to the Euratom Regulation 1493/93,
and for import / export of high-activity sources from countries
outside the European Union, pursuant to article 5 of the
Legislative Decree 52/2007.Medical facilities fall under the
authorization for the Legislative Decree 52/2007 when sealed
sources of high-activity are imported from countries not members of
the European Union, such as for a gamma knife installation.
Uso di un Acceleratore Lineare di protoni da 7 MeV per
esperimenti di radiobiologia
F.Marracino1, F.Ambrosini1, A.Ampollini1, F.Bonfigli1,
M.Carpanese1, S.Libera1, R.M.Montereali1, L.Picardi1,
C.Ronsivalle1, M.A.Vincenti1, G.Vitiello1, M.Piccinini1,
M.Balduzzi2, G. Esposito3, A. Tabocchini3. (1) ENEA CR-Frascati
UTAPRAD, Frascati (Rome); (2) ENEA CR-Casaccia BIORAD, (Rome); (3)
Istituto Superiore di Sanit (ISS), (Rome)
Il progetto TOP-IMPLART (Terapia Oncologica con
Protoni-Intensity Modulated Proton Linear Accelerator Radiation
Therapy) [1] stato lanciato dall'ENEA in collaborazione con l'ISS
(Istituto Superiore di Sanit) e con l'IFO (Istituti Fisioterapici
Ospedalieri), con lobiettivo di costruire un acceleratore lineare
per protonterapia di energia finale 230MeV. Il primo segmento
dell'acceleratore costituito da un iniettore (realizzato dalla
ACCSYS-HITACHI) composto da una sorgente di protoni duoplasmatron,
e due acceleratori lineari, un quadrupolo a radiofrequenza (RFQ) da
3MeV ed un linac a tubi di drift (DTL) che innalza l'energia del
fascio fino a 7MeV, entrambi operanti ad una frequenza di 425MHz.
Liniettore in funzione presso il centro ENEA di Frascati scelto
come sito di test della parte dell'acceleratore fino a 150MeV, sar
seguito da una serie di moduli operanti a pi alta frequenza (3 GHz)
di tipo SCDTL (Side Coupled Linac brevetto ENEA) fino a 35MeV e di
tipo CCL (Coupled Cavity Linac) fino a 230MeV. Tra l'iniettore e la
sezione accelerante successiva struttura SCDTL montata una linea di
trasporto LEBT (Low Energy Beam Transfer) composta da quattro
quadrupoli magnetici per la focalizzazione del fascio di protoni da
7MeV e il suo adattamento sul piano trasversale all'SCDTL. Tra la
prima e la seconda coppia di quadrupoli stato inserito un magnete
di deflessione verticale, in modo da poter usare sia un fascio
orizzontale (magnete off) sia con fascio verticale (magnete on) a
energia variabile fino a 7MeV. Limpianto sar dedicato anche alla
radiobiologia. In questo ambito il fascio verticale (diretto dal
basso verso lalto) verr impiegato per studi su cellule che crescono
sia adese che in sospensione, con un set up pi idoneo rispetto a
quanto ottenibile con una linea di irraggiamento orizzontale.
L'energia del fascio prodotto dall'iniettore pu essere variata in
un range 2.7-7.0MeV e pu essere misurata con precisione con il
magnete usato come spettrometro. La dimensione del fascio nella
linea di irraggiamento verticale pu essere controllata dalla prima
coppia di quadrupoli, ma solo parzialmente: infatti poich il fascio
prodotto dall'iniettore non monocromatico (energy spread totale
entro 100keV), quando viene deviato in direzione verticale, subisce
a causa della dispersione del magnete di deflessione uno spread
geometrico (crescita di emittanza nel piano di deflessione) per
cui, a valle del magnete, in una delle due direzioni non pu essere
focalizzato al di sotto di circa 15mm, mentre pu essere focalizzato
fino a 2-3mm nell'altra direzione. Allo scopo di massimizzare
l'uniformit del fascio sul campione il set up di irraggiamento
verticale sar costituito da un tubo da vuoto di lunghezza 50cm, in
cui inserito un primo collimatore da 1mm, seguito da uno scattering
foil di oro di spessore 2m in modo da allargare uniformemente
(almeno fino al 90%) il fascio in direzione trasversa. Lo spessore
di 2m stato stabilito mediante diverse simulazioni con il codice di
calcolo SRIM [2] (Stopping and Range of Ions in Matter). Un
ulteriore collimatore da 13mm necessario per ottenere il fascio
uniforme che colpisce il porta campione, un cilindro di acciaio di
diametro pari a 13mm [3]. Il fascio esce dal tubo da vuoto
attraversando una finestra di Kapton di 20m, attraversa 10mm di
aria e colpisce uno strato di Mylar spesso 52m che costituisce la
base del porta campioni sul quale sono depositate le cellule. Dai
risultati della simulazione si evince che lo spessore dello
scattering foil di oro di spessore 2m sufficiente ad ottenere
lallargamento del fascio con l'uniformit voluta, inducendo
ovviamente una diminuzione di energia e un energy spread.
Nell'esempio di riportato in Fig.1 il calcolo con SRIM nella linea
verticale per una energia di uscita dall'iniettore di 5.5MeV,
indica che si ottiene alla fine una energia di 4.51MeV ed uno
spread di energia indotto rms di 0.0356MeV (che si somma
quadraticamente allo spread iniziale) per una dimensione trasversa
rms di 1.24cm che assicura l'uniformit voluta sul campione.
Fig.1: Esempio di risultati di simulazione con SRIM del set up
sperimentale (numero di particelle N=1000, Energia in uscita
dall'iniettore=5.5MeV, 50cm tubo da vuoto, collimatore 1mm, 2m oro,
collimatore 13mm, 20m Kapton, 10mm aria, 52m Mylar, 6m H2O)
E stato deciso di realizzare uno scattering foil circolare di
diametro 14mm, utilizzando un processo di elettroerosione
direttamente su una lamina di oro di area 1.5cm2 e spessore
adeguato 40m in modo tale da ridurre lo spessore dello stesso fino
al valore richiesto di 2m nella zona circolare centrale di diametro
5mm. Il monitoraggio del fascio di particelle negli studi di
radiobiologia una operazione importante. Tali studi richiedono che
il fascio incidente sulle cellule abbia una buona omogeneit
sullarea del campione da irradiare (maggiore del 90%), una piccola
divergenza (
vasto intervallo spettrale esteso dal vicino ultravioletto al
vicino infrarosso e pu ospitare difetti elettronici puntiformi del
reticolo cristallino, conosciuti come centri di colore, che sono
stabili a temperatura ambiente [4]. Film di spessore 1 che incidono
sul rivelatore di LiF generano nel volume irraggiato principalmente
i centri F (una vacanza anionica occupata da un elettrone), F2 ed
F3+ (due elettroni legati a due e tre vacanze anioniche vicine,
rispettivamente). Limmagine del fascio rimane immagazzinata nel
rivelatore, che viene poi letto con un microscopio convenzionale a
fluorescenza, poich i centri F2 ed F3+ sono caratterizzati da
unefficiente luminescenza, rispettivamente nel rosso e nel verde,
se eccitati simultaneamente con luce blu. Le immagini del fascio di
protoni cos ottenute hanno mostrato che il rivelatore di LiF
possiede un'alta risoluzione spaziale (
Late rectal toxicity in prostate patients treated with 3D
conformal radiotherapy: biological considerations on the role of
diet and image guidance. M DAndrea2, M D Falco1, D Fedele1, E
Ponti1, B Tolu1, D Di Cristino1, R Barbarino1, L Di Murro1, G
Tortorelli1,
A Duggento3, P Bagal3, M Guerrisi3 and R Santoni1.
(1) Department of Diagnostic Imaging, Molecular Imaging,
Interventional Radiology and Radiotherapy, Tor Vergata University
General Hospital, V.le Oxford 81, 00133 Rome, Italy (2) Laboratory
of Medical Physics and Expert Systems, National Cancer Institute
Regina Elena, V. E. Chianesi 53, 00144 Rome, Italy (3) Department
of Diagnostic Imaging, Molecular Imaging, Interventional Radiology
and Radiotherapy, Tor Vergata University, Sezione Medical Physics,
00133 Rome, Italy
Objectives. To evaluate the effect on late rectal toxicity of a
dietary protocol combined with image guidance in 3D conformal
radiation therapy of prostate patients. Methods. A linear
accelerator equipped with a Cone Beam Computed Tomography (CBCT)
system was used to treat 20 prostate patients who were following a
dietary protocol. The set-up was verified by co-registering CBCT
scans with the planning CT scan (pCT). A mean dose volume histogram
() as the average of the rectum DVHs from each CBCT scan was
obtained together with the DVH of a suitably defined model of the
rectum (DVHAR). DVHs were also evaluated for the first five CBCT
scans using both methods ( and DVHAR5). The Lyman-Kutcher-Burman
NTCP model with QUANTEC parameters was used to evaluate the
calculated dose volume histograms against the clinical results.
Results. No statistically significant differences between NTCPAR5
and NTCPAR and between NTCP and NTCP were found. The best agreement
with the observed toxicity rate (0%) was obtained form DVHAR.
Conclusion. Both dietary protocol and image guidance were found
effective in limiting late rectal toxicity. The AR model was found
to be a better predictor for late rectal toxicity and to better
describe the rectum volume during the treatment course.
Single isocenter approach to multiple brain metastases using
radiobiologically based image guided
Volumetric Modulated Radiosurgery.
G.Pastore1, C. Menichelli1, A. Fanelli1, S. Tubin1, F.
Casamassima1
1Istituto di Ricerche Cliniche Ecomedica, Empoli (FI)
Introduction: Brain metastases are the most common intracranial
tumors in adults. It's been estimated that 20
40% of cancer patients will develop one or more brain metastases
during the course of their illness.
Primary treatment approaches are surgery and radiotherapy (whole
brain radiation therapy WBRT and
stereotactic radiosurgery SRS), as conventional chemotherapies
have generally produced disappointing results,
possibly due to their limited ability to penetrate the
blood-brain barrier.
Historically, WBRT has been the main treatment for brain
metastases, also because it offers effective palliation of
neurological symptoms for patients that are intractable for
surgery.
However it implies long-term adverse effect on neurocognitive
function, including dementia, cerebral atrophy, and
difficulty with short-term memory, and eventually, after WBRT,
50% of patients still succumb to their brain tumor.
SRS is a non-surgical procedure that delivers precisely-targeted
high dose of radiation in only a single or few
treatments by means of highly focused beams, relying on several
advanced technologies such as three-dimensional
imaging and image-guided radiation therapy (IGRT) to guarantee
high degree of dose conformity and accuracy of
beam delivery while minimizing dose to the surrounding healthy
tissue.
Patients are generally considered candidates for SRS if their
lesions are less than 3 cm in average diameter, so the
percentage of patients that are potential candidates for SRS is
quite large.
In recent years, Volumetric modulated arc therapy (VMAT), that
allows irradiation simultaneously varying dose
rate, gantry speed, and MLC aperture shape, has been established
as a treatment technique for delivering cranial
radiosurgery that provides optimal dose distribution, emerging
as an alternative to WBRT capable of reducing its
potential toxicity.
Given that SRS can treat more than one tumor per session, this
paper will address the feasibility of using a single
VMAT plan with a single isocenter to treat different lesions,
evaluating the average dose to the whole brain in
order to reduce the neurotoxicity of radiosurgical
treatment.
Materials and methods:10 patients with multiple brain metastases
(nmin=2, nmax=6) were selected for the study.
Anatomical contours and target metastases were delineated on the
fused contrast-enhanced CT and magnetic
resonance image sets. The brain metastases prescription dose was
18 Gy to 60% isodose in a single fraction. VMAT
treatment plans were generated: typically, the isocenter of the
treatment plan was set at the geometric center
of the global PTV and for or five non coplanar arcs were used to
create a sharp dose gradient between the CTVsand the OARs and to
reduce the mean dose for healthy brain. Dose calculation for VMAT
optimization were
performed with Elekta Monaco treatment planning system (TPS
version 3.10) that uses a Montecarlo
algorithm including radiobiological models. Monaco TPS allows
the use of radiobiological criteria as
tumour control probability and normal-tissue complication
probability, so that biological cost-functions
for both PTV and OARs are included in the overall objective
score for plan optimization.
Treatments were delivered using 6 MV photons on an Elekta
SynergyS linear accelerator (Elekta Ltd.,
Crawley, UK) equipped with a multileaf collimator which consists
of 40 leaf pairs of 4 mm width at
isocenter and allows unrestricted leaf interdigitation.
Set-up and isocenter position were evaluated by Cone-Beam CT
before the tratment delivery. One-patient
thermoplastic masks were used for immobilization.
Dosimetric evaluation of plans was conducted according to these
indices (Feuvret et al): homogeneityindex (HI), target coverage
(TC), conformity number (CN), maximum dose to prescription dose
ratio (MDPD) and
prescription isodose to target volume ratio (PITV).
Results: Mean values for brain metastases were as follows:
HI=0.110.02, CN=0.850.01, MDPD=1.060.05 and
PITV=1.320.18. The mean healthy brain dose was 3.850.59 Gy. The
mean treatment delivery time was 23.6 min.
Conclusions: This single isocenter cranial VMAT radiosurgery
technique produces plans of high quality. In the
setting of single fraction cranial radiosurgery, moderate dose
spill outside of the PTV has been correlated with a
risk of complications.
Multi-isocenter techniques for multiple intracranial targets
have treatment times roughly proportional to the number
of lesions treated, typically 20 minutes per lesion. The single
isocenter VMAT approach outlined here drastically
reduces overall treatment time and improves clinical efficiency
without sacrificing plan quality. All single isocenter
VMAT radiosurgery patients treated at our institution are
completed in a standard 15- minute treatment time slot.
Studio degli effetti di radiazioni di diversa qualit sul
metabolismo di cellule staminali da glioblastoma
mediante spettroscopia 1H NMR
1H NMR spectroscopy study of the effects on glioblastoma stem
cell metabolism of radiation of different
quality
A. Palma1, S. Grande
1,2, A. Rosi
1,2, A.M. Luciani
1,2, L. Ricci-Vitiani
3, D. Runci
3, M. Biffoni
3, R. Pallini
4, G.A.P.
Cirrone5, G. Cuttone
5, R.M. La Rosa
5, F. Romano
5, C. Stancampiano
5, L. Guidoni
2, V. Viti
2
(1) Dipartimento di Tecnologie e Salute, Istituto Superiore di
Sanit, Roma (2) INFN, Sez. Roma1-Gruppo
collegato Sanit, Roma (3) Dipartimento di Ematologia, Oncologia
e Medicina Molecolare, Istituto Superiore di
Sanit, Roma, (4) Dipartimento di Neurochirurgia, Universit
Cattolica del Sacro Cuore di Roma, (5) Laboratori
Nazionali del Sud (LNS) - INFN, Catania.
Introduzione
Il glioblastoma multiforme (GBM) il pi comune e aggressivo tipo
di tumore cerebrale, ma le attuali terapie non
sono ancora soddisfacenti.
La radioterapia con fasci esterni, insieme alla chirurgia,
utilizzata di routine nel trattamento dei glioblastomi, ed
in grado di indurre un aumento della sopravvivenza del paziente,
nonostante la prognosi resti sfavorevole per alcuni
tumori particolarmente resistenti. Secondo la letteratura pi
recente, la presenza nella massa tumorale di cellule
staminali di glioblastoma (GSCs) sembra essere alla base del
fallimento della risposta terapeutica di molti tumori
radioresistenti, per cui il trattamento, inizialmente in grado
di indurre la sterilizzazione del tumore, fallisce
successivamente a causa dellarricchimento nel letto tumorale di
cellule con caratteristiche di staminalit
particolarmente radioresistenti. Linattivazione di tutte le
cellule tumorali ed, in particolare, delle cellule staminali
tumorali, dovrebbe quindi costituire lo scopo principale di ogni
approccio terapeutico. Nonostante i molti studi
sull'argomento, a tuttoggi sono ancora poco noti i meccanismi
per cui le cellule staminali tumorali non siano
distrutte dai trattamenti usuali, provocando la recidiva.
Le cellule staminali, sia tumorali che normali, hanno la
caratteristica di potersi duplicare con un meccanismo
asimmetrico dando luogo a cellule staminali e/o a cellule
differenziate, a seconda delle condizioni del
microambiente. Le cellule staminali di GBM presentano inoltre un
elevato potenziale migratorio/invasivo nel
tessuto sano, recentemente indicato come uno dei meccanismi
responsabili nella formazione di ricorrenze e del
carattere particolarmente infiltrante di questa particolare
neoplasia [1].
La Spettroscopia di Risonanza Magnetica del protone (1H MRS)
stata spesso utilizzata per lindividuazione di
marker metabolici in questo tipo di cellule staminali. Dalla
letteratura emerge un sistema complesso in cui si sono
spesso trovate correlazioni fra il pattern metabolico alterato
dalla patologia tumorale e la caratterizzazione
biologica del sistema in seguito a trattamenti di tipo chemio o
radioterapico, ma non ancora possibile avere un
quadro chiaro del metabolismo delle GSCs probabilmente a causa
della eterogeneit di questo tipo di tumori.
Scopo di questo lavoro di studiare la risposta metabolica e
radiobiologica di due linee di GSCs, indicate come
linea 1 e linea 83, a radiazioni di differente qualit con
lutilizzo della 1H MRS.
Materiali e Metodi
Le misure NMR sono state effettuate a 400 MHz con uno
spettrometro Bruker Avance equipaggiato con un
microprobe da 1mm che consente luso di un pellet di cellule di
12 l. Sono stati acquisiti spettri sia mono che bi-
dimensionali del tipo COSY. Gli irraggiamenti gamma (Cs-137)
sono stati effettuati a dosi di 20 Gy allIstituto
Superiore di Sanit (ISS) mentre gli irraggiamenti con fasci di
protoni e ioni Carbonio sono stati effettuati ai
Laboratori Nazionali del Sud (LNS) di Catania a dosi di 10, 20 e
40 Gy per il momento solo sulla linea 83. La
modulazione dei segnali metabolici cellulari stata valutata ad
intervalli di tempo di 48, 72 e 96 h
dallirraggiamento.
Le cellule staminali tumorali derivano da 2 pazienti affetti da
glioblastoma con sopravvivenza libera da malattia
(Progression Free Survival, PFS) e sopravvivenza complessiva
(Overall Survival, OS) differenti, in particolare la
linea 1 corrisponde a un PFS=6 mesi e un OS=12,5 mesi e la linea
83 a un PFS=3 mesi e un OS=8.5 mesi [2]. Le
GSCs fatte crescere come neurosfere in particolari condizioni
sperimentali, preservando la staminalit delle cellule
stesse, risultano un modello adeguato per gli studi in
vitro.
Risultati
In entrambe le linee la presenza negli spettri NMR dei segnali
del myo-inositolo (Myo-I), delle UDP-esosammine e
della glicina sono indicativi di un metabolismo di tipo
astrocitico/glioma. Nella linea 1 la presenza di segnali di
MRS provenienti dallN-Acetil-Aspartato (NAA) e dal
neurotrasmettitore GABA sono indicativi di un pattern
metabolico tipico dei neuroni gabaergici. Inoltre, in questa
linea i segnali della creatina totale (tCr), normalmente
ubiquitaria nelle linee neurali, risultano intensi, al contrario
i segnali lipidici normalmente assenti nelle linee
neurali normali, sono bassi e rimangono tali indipendentemente
dal destino apoptotico delle cellule. Nella linea 83
lNAA e la tCr sono invece pressoch assenti, mentre i segnali
lipidici risultano molto intensi. Da questi risultati si
pu ipotizzare che nella linea 1 presente un fenotipo metabolico
prevalente di tipo misto neurale/astrocitico, e
nella linea 83 prevale un metabolismo di tipo
astrocita/glioma.
I pattern spettrali delle 2 linee rimangono sostanzialmente
invariati al passare dei giorni in coltura, salvo la
tendenza al forte aumento del segnale dei lipidi in
corrispondenza dellaffollamento cellulare in prossimit del
plateau e la comparsa, nella linea 1, del segnale del GABA,
presente ad intensit apprezzabili a partire dal 7giorno
dopo la piastrazione. Gli spettri delle 2 linee sono mostrati
nella figura1 in cui sono evidenziati i segnali osservati.
Fig.1. Spettri 1D 1H MRS delle 2 linee di GSCs ad alto (a, b) e
basso (a, b) campo magnetico.
I risultati ottenuti dopo irradiazione con protoni, ioni
carbonio e raggi gamma, hanno messo in luce un
comportamento metabolico molto diverso nelle due linee.
La linea 1 mostra un aumento del segnale dei lipidi mobili dopo
irraggiamento con radiazioni gamma (figura 2a),
effetto che non si osserva invece nella linea 83 in cui il
segnale dei lipidi rimane sostanzialmente inalterato in
seguito a irraggiamento gamma (figura 2b).
Fig. 2 Modulazione nel tempo del segnale lipidico A (1.28-0.89
ppm) rispetto al segnale della Lisina (Lys) preso
come riferimento in spettri bidimensionali del tipo COSY:
variazione del segnale nella linea 1(a) e nella linea 83
(b) dopo irraggiamento con 20 Gy di raggi gamma e variazione
dello stesso segnale nella linea 83 in seguito a
irraggiamento con fasci di protoni da 10 Gy (c).
Dal confronto della risposta del segnale lipidico in seguito ad
irraggiamento con raggi gamma rispetto a fasci di
protoni nella linea 83 (figura 2c) emerso che i segnali lipidici
non sono influenzati dallirraggiamento
indipendentemente dal tipo di radiazione.
Questo induce a pensare che ci sia un diverso effetto delle
radiazioni sul metabolismo dei lipidi nelle due linee.
linea 1 (gamma) linea 83 (gamma)
linea 83 (protoni)
a b
c
Altri effetti osservati a seguito di irraggiamento sono le
variazioni subite dal segnale del glutatione ridotto (GSH).
Il GSH un noto agente antiossidante che agisce come
radioprotettore interagendo con i radicali liberi prodotti
dallirraggiamento. Lintensit del segnale GSH dopo irraggiamento
con fotoni nella linea 1 sempre inferiore a
quella del controllo cosa che avviene anche in seguito ad
irraggiamento con protoni nella linea 83. Leffetto
protettivo del GSH testimoniato dal consumo del GSH nei campioni
irraggiati che a tempi lunghi tende a risalire
come gi osservato per altre linee cellulari come le MCF-7 [3].
Leffetto risulta meno evidente a seguito di
irraggiamento gamma rispetto alle particelle cariche. I fotoni
producono, invece, un effetto diverso sul segnale del
GSH nel caso della linea 83 per cui il GSH aumenta dopo
lirradiazione (figura 3).
Fig. 3 Modulazione nel tempo del GSH (2.46-2.55 ppm) rispetto al
segnale della Lisina (Lys) preso come
riferimento in spettri bidimensionali del tipo COSY: variazione
del segnale nella linea 1 (a) e nella linea 83 (b)
dopo irraggiamento con 20 Gy di raggi gamma e variazione dello
stesso segnale nella linea 83 in seguito a
irraggiamento con fasci di protoni da 10 Gy (c).
Linea 83 (gamma) Linea 1 (gamma) a b
c Linea 83 (protoni)
I dati preliminari dellirraggiamento della linea 83 con ioni
Carbonio confermano landamento osservato nel caso
di irraggiamento con fasci di protoni sia per il segnale dei
lipidi che per quello del GSH.
Per approfondire la natura degli effetti osservati stiamo
effettuando esperimenti su cloni di entrambe le linee
sopravvissuti a irraggiamento con fasci di protoni a diverse
dosi di radiazione. In tali cloni il GSH sembra essere
meno intenso che nei cloni derivati dalle cellule di controllo
non irraggiate. Tale effetto potrebbe essere dovuto ad
un danno dei meccanismi antiossidativi che la cellula pu mettere
in atto per contrastare gli effetti tossici delle
radiazioni: ci potr essere confermato dallanalisi di un numero
maggiore di cloni.
Inoltre per quel che riguarda la linea 1 si anche osservato che
possono sopravvivere alle radiazioni cellule che
presentano un fenotipo metabolico molto diverso da quello di
partenza. Se anche questi dati verranno confermati
larricchimento di fenotipi metabolici particolarmente resistenti
alle radiazioni potrebbe essere tra le concause della
radioresistenza di alcune linee di GSCs.
Ringraziamenti
Questo lavoro stato parzialmente finanziato dall'esperimento
INFN RADIOSTEM.
Bibliografia:
[1] Cheng L. et al. Elevated invasive potential of glioblastoma
stem cells. Biochem. Biophys. Res. Com. 2011, 406:
638-643.
[2] Pallini R. et al. Cancer stem cell analysis and clinical
outcome in patients with glioblastoma multiforme. Clin
Cancer Res (2008) 14, 8205-12.
[3] Grande S. et al. Metabolism of glutathione in tumour cells
as evidenced by 1H MRS. FEBS Letters 2007, 581:
637-643.
Grandezzebasatesudatibiologiciinradioterapia(BioQuaRT):unprogettodiricercaEMRP
lanciatonel2012
BiologicallyWeightedQuantitiesinRadiotherapy:anEMRPJointResearchProject
HansRabus(1),HugoPalmans(2),GerhardHilgers(1),PeterSharpe(2),MassimoPinto(3,a),CarmenVillagrasa(4),HeidiNettelbeck(1),DavideMoro(5),AndreaPola(6),StanislavPszona(7),PedroTeles(8)(1)PhysikalischTechnischeBundesanstalt(PTB),Braunschweig,Germany(2)NationalPhysicalLaboratory(NPL),Teddignton,UK(3)AgenziaNazionaleperloSviluppoEconomicoSostenibile(ENEA),S.M.diGaleria,Italy(4)InstitutdeRadioprotectionetdeSretNuclaire(IRSN),FontenayauxRoses,France(5)IstitutoNazionalediFisicaNucleare(INFN)Legnaro,Italy(6)PolitecnicodiMilano(PoliMi),Milan,Italy(7)NarodoweCentrumBadaJdrowych(NCBJ),OtwockSwierk,Poland(8)InstitutoTecnolgicoeNuclear(ITN),Sacavm,Portugal(a)presentingauthor
Summary:FundedwithintheEuropeanMetrologyResearchProgramme(EMRP)[1],thejointresearchprojectBiologically
weightedquantitiesinradiotherapy(BioQuaRT)[2]aimstodevelopmeasurementandsimulationtechniquesfordetermining
thephysicalpropertiesofionisingparticletracksondifferentlengthscales(about2nmto10m),andtoinvestigatethe
correlationofthesetrackstructurecharacteristicswiththebiologicaleffectsofradiationatthecellularlevel.Workpackage1
developsmicrocalorimeterprototypesforthedirectmeasurementoflinealenergyandwillcharacterisetheirresponsefordifferentionbeamsbyexperimentandmodelling.Workpackage2
developstechniquestomeasureparticletrackstructureondifferentlengthscalesinthenanometrerangeaswellasa
measurementdeviceintegratingasiliconmicrodosimeterandananodosimeter.Workpackage3investigatestheindirect
effectsofradiationbasedonprobesforquantifyingparticularradicalandreactiveoxygenspecies(ROS).Workpackage4
focusesonthebiologicalaspectsofradiationdamageandwillproducedataoninitialDNAdamageandlateeffectsfor
radiotherapybeamsofdifferentqualities.Workpackage5providesevaluateddatasetsofDNAcrosssectionsanddevelopsa
multiscalemodeltoaddresstrackstructurepropertiesatthemicrometerandandnanometerscale.TheJRPconsortiumseeks
collaborationwithothergroupsworkinginthefieldandiseligibleforResearcherMobilityGrantstofundresearchstaysof
scientistsoutsideoftheconsortiumatoneoftheparticipatinginstitutes.
TheEMRPisjointlyfundedbytheEMRPparticipatingcountrieswithinEURAMETandtheEuropeanUnion.References:[1]http://www.emrponline.eu/[2]http://www.ptb.de/emrp/bioquart.html
Dose al paziente in radiologia interventistica: un po di ordine
nel caos A. Radice1,2, C.Pasquali2, P.Remida3, R.Corso3,
N.Paruccini2, A. Crespi2 (1) Universit degli Studi di Milano Scuola
di Specializzazione in Fisica Medica, Milano (2) Azienda
Ospedaliera San Gerardo S.C. Fisica Sanitaria, Monza (MB) (3)
Azienda Ospedaliera San Gerardo S.C. Radiodiagnostica, Monza
(MB)
Introduzione Nellambito della radiologia interventistica si
assistito, negli ultimi ventanni, a un progressivo aumento della
richiesta di prestazioni e a una crescente estensione dei campi di
applicazione: vascolare (es. angiografie, angioplastiche percutanee
e stenting transluminali, embolizzazioni ed endoprotesi
percutanee), oncologico (chemioembolizzazioni) ed extravascolare
(es. vertebroplastiche, drenaggi percutanei, bilioplastica e
stenting biliare). Il trattamento di casi sempre pi complessi e
tecnicamente difficili, pu richiedere lunghi tempi di fluoroscopia
e un elevato numero di immagini acquisite in fluorografia; come
conseguenza, la dose assorbita dal paziente pu essere molto elevata
e superiore alle soglie per linsorgenza di reazioni tissutali
avverse[1]. In letteratura sono stati riportati casi di danni da
radiazione alla cute anche gravi a seguito di procedure
interventistiche ad alta dose[2][3]. Le grandezze dosimetriche
utilizzate per la valutazione della dose al paziente in radiologia
interventistica sono la massima dose in cute (Dskin,p), il kerma in
aria al punto di riferimento interventistico (Ka,i), il prodotto
dose-area (kerma-area product, PKA) e il tempo di fluoroscopia
(FT). Mentre i metodi sperimentali per la determinazione di Dskin,p
(pellicole radiocromiche e dosimetri a termoluminescenza) sono di
difficile impiego nella pratica clinica, i valori di Ka,i, PKA e
TF, forniti direttamente dallangiografo e visualizzabili in sala
angiografica, permettono di effettuare una stima in tempo reale
della dose erogata al paziente durante la procedura. Il valore di
Ka,i unapprossimazione della dose assorbita dalla cute poich il
punto di riferimento interventistico (IRP), durante lintera
procedura, non sempre situato in corrispondenza della superficie
dingresso del paziente; in genere, assumendo che lIRP coincida con
la cute del paziente, si sovrastima la normale dose erogata alla
cute e il rischio ad esso associato di insorgenza di reazioni
tissutali. Il PKA, invece, un buon indicatore della dose totale
assorbita dal paziente e, quindi, per la stima del rischio di
effetti stocastici. Infine, il tempo di fluoroscopia, che
lindicatore dosimetrico pi comunemente usato, tiene conto solo
della modalit fluoroscopica e non dovrebbe essere impiegato per il
monitoraggio della dose al paziente nelle procedure di radiologia
interventistica[4]. Sebbene lICRP consideri i livelli di
riferimento (Reference Levels, RLs) uno strumento utile per
lottimizzazione della dose al paziente nelle procedure
interventistiche con guida fluoroscopica, attualmente in
letteratura sono disponibili RLs solo per un limitato numero di
procedure di radiologia interventistica[5][6]. Il processo di
definizione e applicazione dei RLs semplice nel caso di esami ben
definiti nei quali sono utilizzati protocolli standard. Per quanto
riguarda le procedure con guida fluoroscopica stabilire i RLs una
sfida a causa dellampia distribuzione di dose correlata a
differenti fattori, tra i quali il tipo di sistema angiografico
impiegato, lanatomia del paziente, lesperienza delloperatore e la
complessit della procedura. Infine, nonostante lesistenza di un
nomenclatore nazionale proposto dalla Societ Italiana di Radiologia
Medica, risulta ancora difficoltoso il confronto con i dati
raccolti e i RLs presenti in letteratura per la mancanza di
omogeneit e uniformit nella codifica delle procedure di radiologia
interventistica. Lobiettivo del presente lavoro la valutazione
della dose al paziente nelle procedure di radiologia e
neuroradiologia diagnostica e interventistica in termini di Ka,i,
PKA, TF e numero di immagini acquisite in fluorografia al fine di
confrontare i valori ottenuti con i riferimenti presenti in
letteratura e di definire dei valori di riferimento interni come
punto di partenza per lottimizzazione di tali pratiche.
Materiali e metodi Sono stati raccolti i dati dosimetrici di 698
procedure di radiologia interventistica non consecutive da
settembre 2011 ad agosto 2013 presso le due sale angiografiche
dellAzienda Ospedaliera San Gerardo (Monza) nelle quali sono
installati due sistemi angiografici a flat panel detector (Allura
FD20C e Allura XPerCT FD20C, Philips
Medical System). Le procedure diagnostiche e interventistiche
sono state suddivise in neuroradiologiche, oncologiche,
extravascolari e vascolari in funzione dellorgano o della regione
anatomica trattata (testa, torace, addome, pelvi, arto superiore,
arto inferiore). Per ogni procedura sono stati raccolti il PKA
totale comprensivo sia del contributo di fluroscopia sia di
fluorografia (PKA tot), Ka,i, TF e il numero totale di immagini
acquisite in fluorografia (Nimm). I valori mediani dei parametri di
esposizione sono stati confrontati con i RLs pubblicati in
letteratura[5][6]. Infine, sono stati applicati i valori di trigger
suggeriti dallICRP[7] allo scopo di identificare i pazienti
potenzialmente a rischio di reazioni tissutali avverse alla cute
per i quali indicato un programma di follow-up.
Risultati I risultati ottenuti sono riportati in Tabella 1 per
le sole procedure con un numero maggiore o uguale a 10.
Tabella 1 Principali risultati dello studio dosimetrico
In generale si osserva una forte variabilit nei dati raccolti
anche allinterno della singola procedura, dovuta non solo alla
complessit del caso clinico e allanatomia del paziente, ma anche al
tipo di protocollo impiegato e allesperienza delloperatore. Il
numero di pazienti ripetuti non da sottovalutare; in alcuni casi,
come i drenaggi biliari e i trattamenti endovascolari cerebrali con
somministrazione del farmaco Nimodipina, il paziente sottoposto a
pi procedure nellarco di pochi giorni. Nelle vertebroplastiche si
osserva il superamento dei RLs per quanto riguarda il Nimm[6]
dovuto al maggior impiego di acquisizioni rotazionali. Il numero di
immagini maggiore rispetto ai RLs anche nelle embolizzazioni degli
arti inferiori e ci comporta un incremento del PKA tot[5]. Infine,
nelle procedure diagnostiche neurologiche di angiografia cerebrale
il PKA tot superiore ai RLs[6]. I valori soglia suggeriti dallICRP
per il follow-up dei pazienti sono stati superati nel 6.5% delle
procedure diagnostiche e nel 10% di quelle interventistiche, in
particolare negli esami riguardanti il distretto cerebrale e
addome-pelvico.
Conclusioni Negli ultimi anni si assistito a una diminuzione
degli esami diagnostici, a causa del miglioramento delle tecniche
radiologiche non invasive, e allaumento del numero di procedure
interventistiche, meno invasive della chirurgia, cui spesso sono in
alternativa. Nelle acquisizioni rotazionali, ormai largamente
impiegate, la radiazione distribuita su unampia superficie
dingresso e il valore di Ka,i ad esse associato una sovrastima
della dose assorbita dalla cute del paziente. Tale indice di dose
pu non risultare pi idoneo per la selezione dei pazienti da
sottoporre a follow-up. Al fine di migliorare la gestione della
dose al paziente indispensabile introdurre una nomenclatura
omogenea delle procedure e una standardizzazione dei protocolli
impiegati. Il confronto con i pochi RLs disponibili in letteratura
ha comunque permesso di identificare alcune procedure che
necessitano di ottimizzazione. Gli applicativi per la registrazione
automatica dei dati dosimetrici possono essere utili per il
controllo della dose al paziente, in particolare per monitorare gli
esami ripetuti nel breve periodo, non solo in radiologia
interventistica.
Riferimenti [1] ICRP, 2000. Avoidance of Radiation Injuries from
Medical Interventional Procedures. ICRP Publication 85. Ann. ICRP
30 (2). [2] Balter S, Hopewell JW, Miller DL, Wagner LK, Zelefsky
MJ. Fluoroscopically guided interventional procedures: a review of
radiation effects on patients' skin and hair. Radiology 2010:
254(2);326-41. [3] ICRP, 2012. ICRP statement on tissue
reaction/early and late effects on radiation in normal tissue and
organs-threshold doses for tissue reaction in radiation protection
context. ICRP publication 118. Ann. ICRP 41(1/2) [4] Miller DL,
Balter S, Schueler BA, Strauss KJ, Vano E. Clinical radiation
management for fluoroscopically guided interventional procedures.
Radiology 2010: 257(2), 321332. [5] Vano E, Jrvinen H, Kosunen A,
et al. Patient dose in interventional radiology: a European survey.
Radiation Protection Dosimetry 2008: 129(1-3), 3945. [6] Miller DL,
Kwon D, Bonavia GH. Reference levels for patient radiation doses in
interventional radiology: proposed initial values for U.S.
practice. Radiology 2009: 253(3), 753764. [7] ICRP, 2013.
Radiological protection in cardiology. ICRP Publication 120. Ann.
ICRP 42(1).
0
1
2
3
4
5
6
10Age
Em
ean (
mS
v)
E_ICRP 60
E_ICRP 103
0%
20%
40%
60%
80%
100%
10Age
CT
seri
es (
%)
Head
Neck
Chest
Abdomen
Pelvis
The impact of ICRP 103 in pediatric CT: a comparative evaluation
of effective dose
G. Frigerio, M. Duchini, P. Urso, M. Cacciatori, A.
Ostinelli.
Department of Medical Physics, SantAnna Hospital, Como,
Italy
Purpose: Current CT scanners generate patient dose indices
relative to the volume CT dose index (CTDIvol) and
the to dose-length product (DLP), both before and after the CT
scan is performed. CTDIvol is an index that
quantifies the relative intensity of the radiation that is
incident on the patient. DLP, which is the product of the
CTDIvol and the scan length, represents the total amount of
radiation incident on the patient. DLP data, however,
are not comparable with dosimetric parameters used with other
imaging modalities. The effective dose (E) is then
primarily used to compare the stochastic risk associated with
the exposure to ionizing radiation.
The practical method that is most often used in clinical routine
is to estimate the effective dose from DLP
measurements exploiting age and body region specific conversion
coefficients (k-factors). According to the ICRP
publication 103 recommendations, new weighting factors and
organs at risk have been defined. Consequently,
conversion factors should be revised and possibly updated,
especially for pediatric patients, characterized by a
higher radiosensitivity and longer life expectancy.
The aim of this study is to assess the differences arising in
the effective dose for pediatric CT examinations
depending on whether the ICRP 60 or ICRP 103 formalism is
used.
Methods and materials: The head, neck, chest, abdomen and pelvis
CT examinations of 411 pediatric patients
performed at SantAnna Hospital in Como were assessed. DLP data
of 894 paediatric CT series were grouped
according to the age class (10 years) and body region. The
effective dose was calculated using
both the k-factors based on ICRP 60 and 103 reported in [1].
These conversion factors take into account differences
in scanning voltage, body region and age. Descriptive statistics
was carried out in order to characterize the sample
under study. The non-parametric Wilcoxon test was used to
determine if there were any statistically significant
differences in the calculated effective doses. The statistical
analysis was performed with the SPSS.20 software.
Results: CT examinations were largely performed on pediatric
patients older than 10 y (71.3%), prevalently males
(73.6%). The most studied region was the head (53.9%),
especially for newborns (96.1%). Figure 1 shows the CT
series distribution according to body regions and age
classes.
Fig. 1 CT frequencies (%) for different anatomical regions Fig.
2 Effective dose comparison, by ICRP 60 and 103
evaluation, for different age classes.
Effective doses due to ICRP 60 and 103 weighting factors
resulted always significantly different (p
coefficients were linked to higher effective dose for newborn
patients (E%=9.5%), that, because of the sample
distribution, strongly reflected the effective dose increase
related to the head region. Such a difference showed a
reduction with increasing the age, till a slight decrease in E
for patients older than 10 y (E%=-1.4%).
Conclusions: The introduction of new k-factors can yield to a
relevant effective dose modification, depending on
the region to be investigated and the paediatric patient age.
The effect of the introduction of ICRP 103 formalism
on the mean effective dose strongly depends on the CT series
distribution according to body regions and age
classes. The examination on the head region for newborn
patients, that was the most frequently performed CT in
clinical practice, caused a not negligible effective dose
increase in such a age class. On the contrary, CT scans for
grownup patients (especially >10 y) involved several
anatomical regions and a not marked effect of coefficient
variation was evident.
The study underlines the effect of conversion coefficient
modification should be considered when evaluating the
need of CT in clinical practice for pediatric patients,
especially for more radiosensitive regions.
Reference:
[1] P.D. Deak et al, Multisection CT Protocols: Sex- and Age-
specific conversion factors used to determine
effective dose from dose-length product, Med Phys (2010)
257(1):158-166
Knowledge about patient radiation protection: preliminary
results of a survey among the physicians of the District of Pavia
Italy Conoscenze sulla radioprotezione dei pazienti: risultati
preliminari della indagine tra i medici dellOrdine di Pavia E.
Giroletti1, F. Buzzi2, F. Campanella F3, L. Rossi3, P. Micheletti2,
S. Villani2. (1) Dipartimento di Fisica, Universit di Pavia e INFN
sezione di Pavia (2) Dipartimento di Sanit Pubblica, Medicina
Sperimentale e Forense, Universit di Pavia (3) Scuola di
Specializzazione in Igiene e Medicina Preventiva, Universit di
Pavia
Le procedure mediche diagnostiche sono la principale fonte di
esposizione della popolazione alle radiazioni ionizzanti di origine
antropica. Il loro numero in crescita e, conseguentemente, in
costante aumento la dose collettiva, in particolare a causa delle
tecniche pi invasive, come la tomografia computerizzata (TC) e la
radiologia interventistica. Tali aspetti implicano una maggior
consapevolezza da parte dei medici coinvolti; a loro, infatti,
spetta la giustificazione della procedura e, se del caso, anche
lottimizzazione della stessa (minima dose). I dati di letteratura
scientifica, tuttavia, evidenziano tra i medici conoscenze
inadeguate sulle dosi impartite durante le procedure radiologiche e
riguardo alla radioprotezione dei pazienti (1, 2, 3, 4, 5). Ci
potrebbe indurre i medici a richiedere esami inappropriati ovvero a
non eseguirli sufficientemente ottimizzati. Lo scopo principale
dello studio valutare le conoscenze dei medici della provincia di
Pavia riguardo lesposizione dei pazienti sottoposti a comuni
procedure radiologiche e limportanza della radioprotezione del
paziente. Lo studio stato realizzato con la collaborazione
dellOrdine dei Medici Chirurghi e Odontoiatri della provincia di
Pavia ed approvato dal Comitato Etico dellUniversit degli Studi di
Pavia. Lindagine stata condotta da marzo a maggio 2013 tra i medici
iscritti allOrdine di Pavia. I soggetti sono stati arruolati
tramite posta ordinaria e/o e-mail di concerto con lOrdine dei
Medici. Le informazioni sono state raccolte in formato anonimo
attraverso un questionario autosomministrato ed accessibile su
piattaforma on-line tramite inserimento di login e password. Il
questionario composto da 26 domande indaganti le seguenti aree:
percezione riguardo allimportanza della radioprotezione; formazione
e aggiornamento in radioprotezione; conoscenze in tema di
radiazioni ionizzanti; specializzazione e professione. Sono state
condotte analisi di statistica descrittiva, sintetizzando le
variabili quantitative in media e deviazione standard e quelle
categoriche in percentuale. stato costruito lo score percentuale di
risposte corrette; tale score percentuale stato trattato come una
variabile quantitativa. Sono state indagate le differenze tra i
medici specialisti in radiologia e medicina nucleare e il resto
degli intervistati per alcune delle variabili indagate applicando i
seguenti test: t di Student con la correzione di Satterthwaites,
Chi-quadrato (Chi2) di Pearson e/o il test esatto di Fisher. Le
analisi sono state effettuate utilizzando STATA 12 . Il
questionario stato compilato complessivamente da 419 medici, di cui
il 50% maschi; let media dei rispondenti stata di 4512 anni. Larea
di specializzazione prevalente risulta essere quella della Medicina
generale (Medicina Interna, Dermatologia, Geriatria, Medicina dello
Sport, Oncologia, Pediatria, Medicina Generale) e circa i 2/3 dei
rispondenti ha dichiarato di svolgere la professione in unarea
specialistica. Il 70% dei rispondenti allindagine ritiene molto
rilevante la radioprotezione; tra i medici che prescrivono o
eseguono indagini radiodiagnostica o di medicina nucleare la
percentuale sale al 98%. 48% degli intervistati ha ricevuto una
formazione specifica nella protezione dalle radiazioni ionizzanti
durante il percorso lavorativo e/o universitario. Il punteggio
medio di risposte esatte risultato del 62%, significativamente
maggiore nel gruppo di rispondenti con pi di 10 anni di esperienza
lavorativa post-laurea rispetto al gruppo con meno di 10 anni di
esperienza (63,9% vs. 61,1%; t=2.49, p=0.01) e tra gli specialisti
in radiologia (radiologia, radioterapia, medicina nucleare)
rispetto ai medici con altra/nessuna specializzazione (73,9% vs.
61,3%; t=5.91, p
Il 3% stima correttamente la dose efficace (in termini di numero
di RX torace equivalenti) di 5 comuni procedure radiologiche. Il
rischio connesso alla mammografia valutato adeguatamente dall83%
dei medici (tabella 1) mentre il 95% sottostima il rischio di
effetti stocastici delle procedure pi invasive. Infatti, 74% e 86%
degli intervistati sottostima il rischio connesso alla TC alladdome
e alle indagini coronarografiche, rispettivamente.
Tabella 1 Distribuzione risposte a domande sulla dose (in
termini di RX equivalenti) di 5 procedure radiologiche
Procedura Stima inferiore Stima corretta Stima superiore n % n %
n %
TC spirale addome 311 74,2 108 25,8 0 0 RM colonna 0 0 339 80,9
80 19,1ECO addome 0 0 406 96,9 13 3,1Coronarografia 362 86,4 57
13,6 0 0Mammografia 21 5,0 350 83,5 48 11,5
Solo il 54% identifica correttamente la PETscan come lunica, tra
5 comuni procedure diagnostiche, che determina presenza di
radioattivit nel paziente al termine dellindagine; la quota
risultata significativamente maggiore tra gli specialisti in
radiologia rispetto alle altre specialit (60,6% vs. 50,4%; p test
esatto di Fisher
Progetto DoseDataMed2: Valutazione della dose collettiva da
radiologia e medicina nucleare in Italia
DosedataMed2: National evaluation of collective doses from
radiology and nuclear medicine
R. Padovani1, G. Compagnone2, A. Lazzari 3, F. Bonutti1, S. De
Crescenzo4, A. Dipilato5, P. Angelini6, S. Domenichelli2, Daniele
Giansanti7 (1) Medical Physics Dpt, University Hospital, Udine (2)
Medical Physics Dpt, S.Orsola University Hospital, Bologna (3)
Medical Physics Dpt, Azienda USL2, Lucca, (4) Medical Physics Dpt,
Niguarda Hospital, Milano (5) Medical Physics Sct, Perugia
University, Perugia (6) Regional Health Service Emilia-Romagna
(Bologna) (7)Istituto Superiore Sanit (Roma)
Purpose: the DoseDataMed2 project (DDM2) aimed to assess
population exposures from diagnostic and interventional radiology
and nuclear medicine in European countries. The study was developed
following the European Guidance on Estimating Population Doses from
Medical X-Ray Procedures (RP154) in the years 2011-12 and
coordinated by STUK (Finland). In Italy an AIFM working group (WG),
with representatives of regions that performed regional dose
evaluations, assessed national collective doses. Methods and
materials: a survey among AIFM regional co-ordinators identified
the five regions (Emilia-Romagna, Friuli-Venezia Giulia, Lombardia,
Umbria, Toscana), representing about 30% of the Italian population,
that performed regional evaluations as requested by the art. 12 of
the D.Lgs.187/2000. Taking into account the RP154 and available
regional data, the WG made the procedure frequency and dose
assessment for the TOP20 radiological (covering 50-70% of total
frequency and 70-90% of total collective dose (excluding dental)
and 33 nuclear medicine procedures. Regional data on frequency and
mean dose per procedure have been compared and weighted means
computed. Because of the small differences in the radiological
practice in the 5 regions, both for frequencies and procedure
doses, it has been assumed that national figures correspond to the
computed weighted means. DDM2 evaluated correction factors to
estimate overall values from TOP20 frequencies and doses.
Uncertainties have been estimated from the variations among the 5
regions, the size of the samples and the methodology adopted for
each procedure dose assessment. Results have been submitted to DDM2
and are part of the final report of the project (http://ddmed.eu).
Results: the estimated number of examinations per 1000 population
in Italy in the 2006 for radiology and nuclear medicine practice
was 1255 (including dental) and 13.8, respectively. The per-caput
annual effective dose was 1.244 mSv in 2006 : 1.17 from diagnostic
and interventional (63% from CT) and 0.07 from nuclear medicine.
The total relative uncertainties, at 95% confidence level, were
9.3% and 11.4% for frequency and collective dose, respectively.
Conclusion: the study made homogeneous the available regional data
according to the DDM2 developed criteria with an acceptable
statistical significance. The evaluation represents the first
national estimation of frequency and population dose from
diagnostic radiology and an update for nuclear medicine
practice.
Esposizioni da radiazioni ionizzanti di operatori e pazienti in
Radiologia Interventistica: i risultati di una
survey fra Centri Italiani.
S.Grande1, C. De Angelis
1, P.Fattibene
1, A.Palma
1, R.Padovani
2, A Trianni
2, A.Negri
2, F.Bonutti
2.
(1) Dipartimento di Tecnologie e Salute, Istituto Superiore di
Sanit, Roma (2) Az. Osp. Univ. S. Maria della
Misericordia, Udine; Struttura Operativa di Fisica
Sanitaria.
Introduzione
La radiologia interventistica (RI) un settore della clinica in
rapida evoluzione grazie a indubbi vantaggi per il
paziente a cui si aggiunge un rilevante risparmio per il SSN.
Frequentemente le procedure di RI sono eseguite con
tecniche di imaging utilizzanti radiazioni ionizzanti con
conseguente esposizione sia del paziente (che costituisce la
principale sorgente di radiazione diffusa) sia del personale
medico e ausiliario.
Tali esposizioni sono caratterizzate da una notevole
disuniformit fra Centri, come sottolineato dai risultati di
survey svolte sia livello europeo nellambito del progetto
SENTINEL [1], sia a livello locale in alcuni paesi
Europei ed extra Europei, Queste indagini hanno evidenziato la
problematica delle elevate esposizioni cui sono
esposti gli operatori di RI [2, 3].
A livello italiano, lINAIL, in collaborazione con lAO S. Orsola
Malpighi di Bologna, ha svolto di recente una
survey per il monitoraggio dello stato dellarte della
radioprotezione degli operatori di Cardiologia Interventistica
[4], che ha confermato quanto visto a livello
internazionale.
LISS nellambito del Progetto Problematiche connesse alle
esposizioni da radiazioni ionizzanti di operatori e
pazienti in Radiologia Interventistica facente parte del
Programma strategico: Sicurezza e Tecnologie Sanitarie
(finanziato MoH 2010) sta proseguendo, in collaborazione con
l'Ospedale S. Maria della Misericordia di Udine
(AOSMM) e lAge.Na.S. (capofila del progetto) un monitoraggio
della situazione italiana. per quanto riguarda
svariati aspetti, tra cui i protocolli d'uso, la formazione in
ambito radioprotezionistico, le dosi ai pazienti e agli
operatori, per le pratiche interventistiche pi diffuse.
Una prima survey su 12 centri stata condotta nel 2011-2012, cui
ne seguita una seconda nel 2012-2013,
maggiormente incentrata sulle dosi ai pazienti e sui protocolli
di utilizzo degli angiografi.
I risultati ottenuti nella prima suvey, presentati in questo
lavoro, hanno mostrato, come atteso, unelevata variabilit
a livello nazionale negli aspetti suddetti.
Metodologia
La metodologia con cui stata svolta la prima survey descritta in
[5]. In breve, sono state selezionate nove
procedure interventistiche suddivise in cinque aree principali:
Vascolare, Biliare/Urinario, Cardiologia,
Elettrofisiologia, Neuroradiologia. Tra i Centri che eseguono
queste procedure, ne sono stati scelti 12 tali che la
loro distribuzione fosse rappresentativa della situazione
nazionale (6 nel Nord, 2 nel Centro, 4 nel Sud).
LISS e lAOSMM di Udine hanno sviluppato 3 questionari, in
formato elettronico, indirizzati specificamente alle
diverse categorie professionali coinvolte nelle procedure di RI:
Clinico; Operatore (TSRM, Infermiere); Fisico
Medico. Il questionario rivolto al Fisico Medico contiene due
schede riguardanti i dati sulla dosimetria personale
dello staff del dipartimento di RI nel periodo in indagine: 2009
2010. Sono stati ricevuti 93 questionari (clinico),
167 (TSRM/infermiere) e 12 (Fisico).
Risultati
Questionari per il Clinico e lOperatore (TSRM/Infermiere)
Gli argomenti richiesti possono essere raggruppati in categorie
principali, riportate in Tabella 1. Nel seguito,
saranno riportati alcuni dei risultati di maggior interesse
ottenuti.
Tabella 1- Categorie domande Questionari per Clinico e Operatore
(TSRM/Infermiere)
1 Informazioni personali: et, anni di esperienza in RI, etc.
2 Numero e tipologia di procedure svolte negli anni 2009 e
2010
3 Numero di dosimetri personali, loro posizione, frequenza duso
etc.
4 Utilizzo di dispositivi di protezione individuali (DPI) quali
camice, occhiali, guanti, etc.) e protezione
collettiva (schermi anti X, tende anti X sospese al lettino del
paziente etc.)
5 Possibili problemi di salute correlati allutilizzo del camice
(patologie del rachide)
6 Consapevolezza: conoscenza delle dosi e delle dosi ai
pazienti
7 Formazione in radioprotezione specifica per la RI: tipologia,
frequenza, etc.
In Figura 1 riportato listogramma con le percentuali di risposta
per tutti i clinici e gli operatori dei 12 centri
relativamente alla domanda sul numero di dosimetri assegnati: vi
sono vari approcci nei vari centri.
Figura 1. Distribuzione delle risposte relative al quesito sul
numero di dosimetri assegnati per i clinici (grigio) e
per gli operatori (TSRM/infermiere) (nero).
LICRP [6] raccomanda lutilizzo di due dosimetri (uno sopra ed
uno sotto il camice) ed un terzo per la dose alle
mani per chi opera in RI; questo approccio appare seguito da
circa due terzi dei Centri partecipanti. Le analogie di
risposta sono dovute principalmente allesistenza di protocolli a
livello regionale.
Largomento successivo su cui si investigato riguarda due aspetti
particolarmente critici: le dosi alle estremit e al
cristallino. Com noto, lICRP ha recentemente rivisto il limite
annuale di dose equivalente al cristallino per i
lavoratori esposti, raccomandando un valore di 20 mSv/anno [7].
Il 74% dei clinici e il 55% degli operatori hanno
asserito di fare uso, sempre, di dosimetri per le estremit,
mentre solo tre centri su dodici hanno risposto di
utilizzare dosimetri specifici per il cristallino. Va per
ricordato che la dose al cristallino pu essere stimata a
partire dalla dose misurata sopra il camice di protezione.
Per quanto riguarda la consapevolezza, la quasi totalit del
personale di RI dichiara di conoscere le proprie dosi,
mentre una percentuale pi bassa (circa i due terzi) dei clinici
afferma di conoscere le dosi impartite al paziente
cos come misurate dallapparecchiatura.
A seguire, sulla formazione e laggiornamento professionale, va
ricordato che come previsto dal D.L. 187/2000 Il
personale che opera in ambiti professionali direttamente
connessi con lesposizione medica deve seguire corsi di
formazione con periodicit quinquennale [8]. Unelevata
percentuale di lavoratori (circa 80% TSRM/infermieri,
circa 70% clinici) afferma di aver avuto tale formazione, ma non
la totalit. Daltro canto, per il 95% dei
TSRM/infermieri e l87% dei clinici la frequenza di aggiornamento
maggiore o uguale ai 5 anni richiesti dalla
legge.
Questionario per il Fisico Medico
Del questionario per il fisico medico saranno descritti i
risultati relativi alla dosimetria dei singoli lavoratori.
Nelle
schede stato chiesto di riportare lequivalente di dose personale
(Hp(10)) misurata sopra e sotto il camice, la dose
valutata al cristallino e la dose alla mano pi esposta.
Nella Tabella 2 sono riportati i valori di Hp(10) sopra il
camice per procedura per i medici.
Tabella 2- Hp(10) sopra il camice clinici
Categoria professionale Dose /procedura Valore max/min
Cardiologo emodinamista Da 0.14 a 0.2 Sv/procedura 7
Cardiologo elettrofisiologo Da 0.05 a 1.8 Sv/procedura 36
Radiologo interventista Da 0.05 a 0.7 Sv/procedura 14
Dai dati riportati in Tabella 2 emerge una maggiore esposizione
per procedura per i medici cardiologi
elettrofisiologi, come atteso visto che queste procedure spesso
non permettono luso dello schermo pensile. Un
ultimo dato di interess