Nuove competenze per il Fisico Specialista nel campo della Radioterapia di precisione ?
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Nuove competenze per il Fisico Nuove competenze per il Fisico Specialista nel campo della Specialista nel campo della Radioterapia di precisione ?Radioterapia di precisione ?
GM Cattaneo - IRCCSU San Raffaele - Milano Italy
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Sviluppo della Sviluppo della presentazionepresentazione
Esperto in Fisica Medica: ruolo, funzione, formazione
La Professione in Radioterapia: oggi e … domani
Formazione: considerazioni per il futuro.
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Fisico Specialista: ?? Chi Fisico Specialista: ?? Chi è ??è ??Documentazione EFOMP:
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Il Titolo nel mondoIl Titolo nel mondo
In nessun Paese europeo, né in nessuno stato americano, è possibile oggi la professione del Medical Physicist con la sola laurea in Fisica.
Il percorso formativo prevede sempre un periodo successivo tra i 2 ed i 5 anni di completamento teorico e formazione pratica
A livello Europeo …A livello Europeo … Verso “Medical Physics Expert / Specialist”
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Una formazione in .. Una formazione in .. evoluzione evoluzione
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Una formazione in .. Una formazione in .. evoluzione evoluzione
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La professione del FS in La professione del FS in Radioterapia Radioterapia
(tradizione: backbone)(tradizione: backbone) Definizione/esecuzione protocolli di assicurazione
della qualità Caratterizzazione sistemi per piani di trattamento
radioterapici ( … essenzialmente per campi uniformi) Definizione / ottimizzazione piani di cura RT
(essenzialmente in modalità conformazionale) Training / addestramento di varie figure professionali Ricerca (a partire da una “routine” avanzata ….)
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Le “novità” per la Le “novità” per la RadioterapiaRadioterapia
“Imaging” NON solo anatomico, NON solo statico Sistemi computerizzato per l’ottimizzazione
inversa dei piani di cura RT Sofisticati (e costosi) sistemi di “dose delivery”
(IMRT) Verifiche volumetriche anatomia paziente
prima/durante il trattamento (IGRT)
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Dose delivery and verificationDose delivery and verification(una complessità da capire)(una complessità da capire)
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Acceleratori-IMRT & KV/KV Cone Beam CTAcceleratori-IMRT & KV/KV Cone Beam CT
Modulazione tramite sistemi multilamellari
“On board” KV/MV sistemi di imagini
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10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Leaf A Leaf B
-5cm -4 -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5cm
sembra facileMa …
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Un acceleratore robot: il Cyber-Knife Un acceleratore robot: il Cyber-Knife
6 MV LINAC Sistema dotato di 6 gradi di libertà Precisione del posizionamento elevata Il sistema acceleratore-braccio robotico è guidato da immagini
radiologiche acquisite da due rivelatori al silicio amorfo e trasmesse in tempo reale al sistema permettendogli di correggere la posizione
Utilizzo di reperi anatomici (“ossei”) o markers (“interni”) posizionati in prossimità della lesione
Sistema addizionale per irradiazione sincronizzata con atto respiratorio (“Syncrony”)
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TomoterapiaTomoterapia
Irradiazione di tipo elicoidale
Sistema IMRT dedicato
Sistema integrato per “Image Guided”
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il fisico e la tecnologia: il fisico e la tecnologia: distinguere l’essenziale dal distinguere l’essenziale dal superfluo superfluo
Grossa pressione verso nuove tecnologie.
La semplicità (intelligenza) puo’ essere vincente.
Come esempio, un acceleratore convenzionale
un semplice TPS basato su immagini CT
un sistema “ad hoc” di immobilizzazione
/ riposizionamento “ [“BODY FRAME”]
La radiochirurgia stereotassica extracraniale
• Messa a punto da I. Lax (dal 1991)• Diffusione crescente• Facilmente esportabile
• semplice, • poco costosa
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Imaging Imaging (L’aiuto, sempre più importante)(L’aiuto, sempre più importante)
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• Corretta stadiazione e scelta strategia terapeutica ottimaleAccurata delineazione dei volumi [ICRU 50-62]
Valutazione dei margini [ICRU 50-62, BIR 2003]anasisi incertezze
• Individuazione parametri predittivi della risposta al trattamento RT• Valutazione effetto trattamento radiante (controllo locale / funzionalità OAR dopo RT)
Ruolo dell’imaging in radioterapia oncologica
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1st 2nd
3rd
A proposito di incertezze ….
Variabilità tra operatori
Ri-posizionamento
Movimento organi
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Verso BTV (“biological target volume”) ?
• Potenzialità imaging multimodale
• stato funzionale, metabolico, molecolare• NMR (“Nuclear Magnetic Resonance”) funzionale
• NMR spettroscopica• PET (“Positron Emission Tomography”) con
traccianti sensibili biologia tumorale
• etc
• Componente ipossica
• Angiogenesi tumorale
• Ripopolazione durante il trattamento
• etc
Barret A Estro teaching course, 2002
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Prior to Therapy 3 months after Brachytherapy
12 months after Brachytherapy
MRI/MRSI - Piano di trattamento più mirato -Valutazione efficacia trattamento
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tumore
atelectasia
PET/TC: definizione BTV
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-Marcato risparmio dei tessuti sani
- Dose omogenea nel volume bersaglio
- Aumento di dose nella regione metabolicamente attiva
IMRT
Imaging + Delivery
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Radio/biologia dei tessuti e dei Radio/biologia dei tessuti e dei tumoritumori
(La prospettiva)(La prospettiva)
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Correlazione tra dati Correlazione tra dati dosimetrici e complicanze dosimetrici e complicanze
radioindotteradioindotte• Un esempio di uno studio
• multi-disciplinare (Fisici, Radioterapisti)• inter-istituzionale (5 istituti, 540 pazienti)
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Complicanze tardive moderate
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
50 55 60 65 70 75EUD(Gy)
NTC
P (%
)Complicanze tardive severe
n=0.23D50=81.9 Gy
n=0.06D50=78.3 Gy
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Riduzione della tossicità ad ampio spettro Riduzione della tossicità ad ampio spettro Potenza sessuale dopo RT: risparmio fasci nurovascolari, bulbo penino etc
McLaughlin et al 2005
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Risparmio orecchio interno / riduzione perdita uditiva
Pan et al 2005
Age depending (60 y, in the figure)
Riduzione della tossicità ad ampio spettro Riduzione della tossicità ad ampio spettro
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Imaging sempre piu’ Imaging sempre piu’ orientato a ….orientato a ….
Accurata localizzazione tumore Definizione etereogeneità biologica entro
la massa tumorale Caratterizzazione della variabilità
individuale nella risposta al trattamento Comprensone dei meccanismi di risposta
dei vari tessuti
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La professione del FS in La professione del FS in Radioterapia Radioterapia
(i nuovi compiti)(i nuovi compiti) Definizione strumenti analisi “quantitativa”
delle immagini valutazione incertezze caratterizzzazione processi biologici
Apporto stesura protocolli RT (frazionamenti non standard)
Sviluppo ed ottimizzazione della modellistica radiobiologica per la previsione dell’effetto
Analisi costo benefici della tecnologia
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La formazione del FS in La formazione del FS in Radioterapia Radioterapia (i nuovi temi)(i nuovi temi)
accanto ai corsi di base ….. Imaging (“biologico / molecolare”) Metodi di analisi quantitativa, inferenza statistica
etc Biologia del tumore Radiobiologia
non un biologo, ma acquisizione di ….. “linguaggio comune” conoscenza di
potenzialità limiti problematiche
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La formazione del FS in La formazione del FS in Radioterapia Radioterapia (a supporto)(a supporto)
accanto/parallelamente ai corsi di base, partecipazione a ….. Corsi associazioni italiane AIFM, etc Corsi associazione europee ESTRO, EFOM Stage presso istituzioni/centri qualificati europei
in Europa, una sfida per la “consolidata” scuola di Milano, per il 35-mo …..
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La formazione del FS in La formazione del FS in Radioterapia Radioterapia
(in ambito Europeo)(in ambito Europeo) Programmi NON solo nazionali con
altri centri / università in ambito di progetti EU a livello di Master
Un esempio: EMPIRION “European Masters Programme In Radiation Sciences for Oncology”.
Corso di 3 anni. 5 università coinvolte PHd, post-doc
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““Last but not least ..” : Last but not least ..” : Ringraziamenti Ringraziamenti
Per le idee, discussioni, materiale etc: Riccardo Calandrino Giovanna Gagliardi Robert Jeraj