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Papers by Cinzia Avigo

Nei trattamenti radioterapici si sfruttano gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti al f... more Nei trattamenti radioterapici si sfruttano gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti al fine di sopprimere le cellule tumorali o comunque di evitarne la replicazione. In particolare nella cosiddetta terapia radiometabolica un radionuclide o un farmaco radiomarcato viene somministrato al paziente e agisce quindi dall’interno. I modelli radiobiologici in uso (p.es. Il modello lineare-quadratico, LQ) forniscono la possibilità di valutare, in funzione della dose assorbita dal target, sia una probabilità di controllo del tumore (Tumor Control Probability, T CP), che una probabilità di danno agli organi/tessuti sani (Normal Tissues Complication Probability, NTCP). Vista la dipendenza del TCP e del NTCP dalla dose assorbita dalla lesione (e di conseguenza dalla quantità, o attività di sostanza radioattiva utilizzata), una distribuzione non uniforme di attività e conseguentemente di dose assorbita, caso assolutamente prevalente nella routine clinica, ha un sicuro effetto sulla possibile efficacia del trattamento, potendo addirittura arrivare ad inficiarne l’efficacia (bassa TCP o, viceversa, alta NTCP). E’ quindi fondamentale poter calcolare, come già avviene in radioterapia con fasci esterni, la distribuzione tridimensionale di dose nel target, correlandola attraverso gli istogrammi dose-volume integrali al TCP ed al NTCP. L’obiettivo del nostro lavoro è stato quello di sviluppare un metodo semplice e rapido per il calcolo della dose tridimensionale (3D) a livello voxel (piccolo elemento di volume), superando completamente i problemi legati sia alla complessità che alle considerevoli risorse di calcolo richieste dai metodi tradizionali di calcolo, che proprio per questo non vengono di fatto impiegati nella routine clinica. Il nuovo metodo proposto si basa: su fattori macroscopici di conversione attività-dose assorbita, calcolati una tantum per diverse geometrie e facilmente disponibili anche in rete (i cosiddetti fattori S); sul numero di voxel all’interno dell’organo target; sui conteggi in ogni voxel, misurati nelle immagini funzionali (opportunamente corrette per lo scatter, l’attenuazione e, ove necessario gli effetti di volume parziale) ottenute mediante metodiche SPECT o PET. Il metodo proposto richiede un approccio molto semplice dal punto di vista del calcolo (l’unica operazione matematica richiesta è una semplice moltiplicazione), la cui complessità è quindi drasticamente ridotta rispetto ai metodi tradizionali (metodi Monte Carlo, Dose Point Kernel, metodo MIRD a livello voxel) e supera alcune delle limitazioni di questi (risulta del tutto indipendente dalle dimensioni dei voxel, tiene conto della diversa densità degli organi/tessuti). Esso può essere usato routinariamente in tutti i contesti nei quali la terapia radiometabolica viene effettuata ed in questo momento esso viene utilizzato nella dosimetria delle patologie (epatocarcinomi, carcinomi colon-rettali) trattate nella nostra Azienda Ospedaliero-Universitaria mediante iniezione intra-arteriosa di microsfere marcate con 90Y.

Nei trattamenti radioterapici si sfruttano gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti al f... more Nei trattamenti radioterapici si sfruttano gli effetti biologici delle radiazioni ionizzanti al fine di sopprimere le cellule tumorali o comunque di evitarne la replicazione. In particolare nella cosiddetta terapia radiometabolica un radionuclide o un farmaco radiomarcato viene somministrato al paziente e agisce quindi dall’interno. I modelli radiobiologici in uso (p.es. Il modello lineare-quadratico, LQ) forniscono la possibilità di valutare, in funzione della dose assorbita dal target, sia una probabilità di controllo del tumore (Tumor Control Probability, T CP), che una probabilità di danno agli organi/tessuti sani (Normal Tissues Complication Probability, NTCP). Vista la dipendenza del TCP e del NTCP dalla dose assorbita dalla lesione (e di conseguenza dalla quantità, o attività di sostanza radioattiva utilizzata), una distribuzione non uniforme di attività e conseguentemente di dose assorbita, caso assolutamente prevalente nella routine clinica, ha un sicuro effetto sulla possibile efficacia del trattamento, potendo addirittura arrivare ad inficiarne l’efficacia (bassa TCP o, viceversa, alta NTCP). E’ quindi fondamentale poter calcolare, come già avviene in radioterapia con fasci esterni, la distribuzione tridimensionale di dose nel target, correlandola attraverso gli istogrammi dose-volume integrali al TCP ed al NTCP. L’obiettivo del nostro lavoro è stato quello di sviluppare un metodo semplice e rapido per il calcolo della dose tridimensionale (3D) a livello voxel (piccolo elemento di volume), superando completamente i problemi legati sia alla complessità che alle considerevoli risorse di calcolo richieste dai metodi tradizionali di calcolo, che proprio per questo non vengono di fatto impiegati nella routine clinica. Il nuovo metodo proposto si basa: su fattori macroscopici di conversione attività-dose assorbita, calcolati una tantum per diverse geometrie e facilmente disponibili anche in rete (i cosiddetti fattori S); sul numero di voxel all’interno dell’organo target; sui conteggi in ogni voxel, misurati nelle immagini funzionali (opportunamente corrette per lo scatter, l’attenuazione e, ove necessario gli effetti di volume parziale) ottenute mediante metodiche SPECT o PET. Il metodo proposto richiede un approccio molto semplice dal punto di vista del calcolo (l’unica operazione matematica richiesta è una semplice moltiplicazione), la cui complessità è quindi drasticamente ridotta rispetto ai metodi tradizionali (metodi Monte Carlo, Dose Point Kernel, metodo MIRD a livello voxel) e supera alcune delle limitazioni di questi (risulta del tutto indipendente dalle dimensioni dei voxel, tiene conto della diversa densità degli organi/tessuti). Esso può essere usato routinariamente in tutti i contesti nei quali la terapia radiometabolica viene effettuata ed in questo momento esso viene utilizzato nella dosimetria delle patologie (epatocarcinomi, carcinomi colon-rettali) trattate nella nostra Azienda Ospedaliero-Universitaria mediante iniezione intra-arteriosa di microsfere marcate con 90Y.