Errori di erogazione del trattamento radioterapico: come individuarli e gestirli in tempo reale grazie a LINACwatch

Davide Raspanti Davide Raspanti, Senior Product Specialist, ci parla di verifica dell’erogazione del trattamento radioterapico con fasci esterni e di come sia possibile implementare una soluzione completamente automatica, accurata, efficiente ed integrata nel workflow paziente per la rilevazione di eventuali non conformità grazie al sistema LINACwatch.

 

 

LINACwatch un sistema di Linac QA e Patient QA profondamente innovativo progettato per implementare una procedura di verifica dell’erogazione il più possibile e accurata ed efficiente.
In questo articolo ne illustrerò caratteristiche e funzionalità, ma soprattutto cercherò di descriverne la logica di funzionamento, spiegando perché essa rappresenti, nel panorama attuale della moderna Radioterapia, l’unico sistema in grado di offrire una soluzione allo stesso tempo non solo affidabile, ma anche e soprattutto realmente applicabile al trattamento di tutti i pazienti.

Per farlo, cominciamo con una domanda.

 

Qual è la miglior strategia di identificazione dei possibili errori di erogazione del trattamento?

Se consideriamo che i possibili errori, solitamente, riguardano il posizionamento di target e OAR rispetto al fascio e la quantità di dose erogata agli stessi, la migliore strategia per rilevare eventuali errori sarebbe certamente quella di confrontare i rispettivi DVH, quello atteso (TPS) e quello “realmente” ottenuto a seguito dell’erogazione stessa.

Tuttavia, risulta praticamente impossibile ad oggi ricavare un DVH realmente corrispondente al risultato dell’erogazione, a meno che non si effettuino stime di tipo anatomico e posturale sul paziente e, al contempo, di tipo dosimetrico sulla dose ricalcolata o “adattata” per tali geometrie, senza considerare le tempistiche tipicamente necessarie per svolgere queste operazioni spesso in contrasto con i tempi ridotti della normale routine operativa.

Per questa ragione la migliore strategia attualmente disponibile e realmente applicabile di routine consiste nel tracciare accuratamente e regolarmente le non conformità del “fascio del giorno” (durante l’erogazione clinica giornaliera).

 

Quali sono allora le soluzioni disponibili per tracciare le non conformità del fascio?

I sistemi per la verifica dosimetrica giornaliera dei trattamenti si possono suddividere in tre diverse categorie: sistemi basati sulla cosiddetta dosimetria portale; sistemi basati su rivelatori a trasmissione; sistemi basati su software in grado di “tradurre” ed analizzare i log file che l’unità di trattamento stessa produce.

Tutte queste soluzioni effettuano, secondo metodologie differenti, misure della fluenza del fascio, cioè misure 2D. Tuttavia, le diverse proposte commerciali dei sistemi sopracitati forniscono risultati di analisi che sono il frutto di complesse elaborazioni/ricostruzioni 3D semi-analitiche inevitabilmente approssimative. Questo perché la maggioranza degli utenti che eseguono le verifiche con approccio 3D utilizzano come modello paziente lo studio TC impiegato in fase di pianificazione al TPS e dunque le misure della fluenza del “fascio del giorno” vengono riportate su un’anatomia che contiene inevitabilmente errori dovuti alle variazioni anatomiche del paziente ed al suo riposizionamento, andando così ad alterare ed influenzare anche questi dati, limitandone la reale affidabilità di applicazione.

Quando invece il modello paziente usato non è lo studio TC di pianificazione, ma ad esempio lo studio CBCT della specifica seduta di trattamento, devono essere considerati ulteriori fattori di approssimazione dell’effettiva attendibilità del risultato, quali: la calibrazione della CBCT medesima, il FOV limitato che la caratterizza, il necessario QA degli algoritmi di registrazione elastica applicati per l’adattamento ad essa della TC di pianificazione, delle strutture di interesse ed eventualmente della distribuzione di dose.

Tutto questo senza dimenticare che, nel caso di un ricalcolo in dose della misura di fluenza di cui sopra sull’anatomia TC o CBCT, il fatto di impiegare un algoritmo di calcolo diverso da quello usato in fase di pianificazione con il proprio TPS introduce inevitabilmente un ulteriore elemento di approssimazione, o quanto meno di interpretazione, del risultato nel confronto con la distribuzione di dose pianificata, senza considerare le tempistiche di modellizzazione e commissioning dell’algoritmo in questione.

 

 

Un recente studio multicentrico, a firma Philipp Szeverinski et all, ha confrontato LINACwatch con un altro sistema per valutare la sensibilità rispetto
alla rilevazione dell’errore.

 

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Perché allora diluire eventuali errori del fascio (riducendo quindi la sensibilità del metodo) nel “modello paziente”?

Alla luce di tutto ciò risulta evidente che la soluzione più logica, in termini di efficienza ed efficacia dell’analisi da condurre, consiste nell’impiego di sistemi in grado di fornire un risultato esclusivamente basato su un’analisi 2D, in quanto più veloci e specifici nel rilevare gli eventuali errori o non conformità del fascio.

LINACwatch è una soluzione che nasce proprio da questa consapevolezza, con l’obiettivo di offrire, con la massima accuratezza possibile e senza alcun tipo di “diluizione”, la verifica completa del fascio del giorno, rispetto all’atteso pianificato dal TPS o rispetto all’erogazione di una seduta qualsivoglia precedente di riferimento, attraverso l’analisi delle informazioni dinamiche di tipo fisico-meccanico contenute nei log file generati dal Linac (Varian ed Elekta). L’analisi automatica di Machine QA così effettuata, non richiedendo alcun tipo di ricalcolo di dose 3D, è quindi effettivamente real-time e pertanto perfettamente integrata nel workflow paziente, consentendo al contempo un’analisi di Patient QA in fluenza che, mediante comunicazione via e-mail o allarme sonoro, può notificare istantaneamente all’operatore possibili non conformità di trattamento del piano appena erogato.

Diventa così possibile un controllo proattivo sul Linac effettuato direttamente sulle condizioni reali di “stress” a cui la macchina è sottoposta nell’ambito della modulazione dei piani clinici, e quindi non solo su condizioni nominali rappresentate da sequenze standard di test.

 

 

Per quanto riguarda una possibile valutazione (comunque off-line/retrospettiva) dell’impatto clinico di eventuali non conformità mediante analisi DVH, questa deve poter essere un’opzione di analisi successiva scorporata dalla fase di controllo di routine di cui sopra e decisa dall’operatore solo per casi selezionati di effettiva deviazione dalle tolleranze impostate. Infatti, nella gran parte dei casi, ovvero in situazioni di piena conformità della macchina alle specifiche di trattamento definite, tale valutazione clinica potrebbe non essere necessaria, con conseguente importante risparmio di tempo a vantaggio dell’efficienza dell’intero processo di QA. Senza considerare poi che, al fine di limitare le incertezze di quest’ultima valutazione, sarebbe fortemente auspicabile eliminare la variabile algoritmo di (ri)calcolo della distribuzione di dose, ovvero impiegare il medesimo algoritmo di calcolo del proprio TPS.

Una funzionalità introdotta da LINACwatch, che di fatto lo caratterizza come l’unico sistema di analisi di log file attualmente disponibile sul mercato che permette il ricalcolo di dose con lo stesso algoritmo del TPS, in modo da eliminare eventuali incertezze di interpretazione clinica di possibili non conformità del fascio. Tale funzionalità consiste proprio nella possibilità di generare, a partire dai log file analizzati, un nuovo oggetto DICOM RTPlan relativo all’effettivo comportamento del Linac in fase di erogazione ed importabile nello specifico TPS in uso e ricalcolabile direttamente sullo studyset oggetto di analisi (TC di pianificazione o CBCT).

In questo modo, l’unica incertezza della valutazione clinica conseguente sarebbe dovuta esclusivamente agli errori di posizionamento del paziente ed alle modifiche intra-frazione dell’anatomia, in realtà oggi efficacemente monitorati, come testimoniato dai numerosi studi peer-reviewed a disposizione, dai sistemi di imaging online a disposizione, primo fra tutti quelli basati su SGRT: AlignRT® Advance.

 

 

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