I primi trattamenti al mondo per i pazienti con terapia ad arco protonico a Trento

Un team del Centro di Terapia Protonica di Trento ha fornito i primi trattamenti clinici utilizzando la terapia dell’arco protonico (PAT), una tecnica emergente di somministrazione di protoni.

Un team del Centro di Terapia Protonica di Trento ha fornito i primi trattamenti clinici utilizzando la terapia dell’arco protonico (PAT), una tecnica emergente di somministrazione di protoni.

A seguito di confronti dosimetrici di successo con piani di protoni clinicamente consegnati, i ricercatori hanno confermato la fattibilità della somministrazione di PAT e hanno utilizzato la PAT per trattare nove pazienti oncologici, riportando i loro risultati in Fisica Medica.

Attualmente, la terapia protonica viene erogata principalmente utilizzando la scansione a fascio di matita (PBS), che fornisce distribuzioni di dose altamente conformi.

Tuttavia, l’erogazione di PBS può essere compromessa dal numero ridotto di direzioni del fascio erogabili in un tempo di trattamento accettabile. PAT supera questa limitazione passando a una traiettoria ad arco.

“I trattamenti ad arco protonico sono diversi da qualsiasi altra tecnica di consegna di protoni a fascio di matita a causa del gran numero di angoli del fascio utilizzati e della possibilità di ottimizzare il numero di energie utilizzate per ciascuna direzione del fascio, il che consente l’ottimizzazione del tempo di consegna”, spiega il primo autore Francesco Fracchiolla.

“La capacità di ottimizzare sia il numero di strati energetici che i pesi spot rende questi trattamenti superiori a qualsiasi tecnica di somministrazione precedente”.

I ricercatori di Trento – in collaborazione con i colleghi dei laboratori RaySearch – hanno confrontato i parametri dosimetrici dei piani PAT con quelli dei piani PBS ottimizzati a più campi (MFO) all’avanguardia, per 10 pazienti con carcinoma della testa e del collo.

Si sono concentrati su questo sito a causa dell’elevato numero di organi a rischio (OAR) vicini al bersaglio che possono essere risparmiati utilizzando questa nuova tecnica.

In futuro, i piani PAT saranno consegnati con il fascio acceso durante il movimento del gantry (modalità dinamica).

Ciò richiede l’erogazione dinamica del piano dell’arco con tutte le impostazioni del sistema regolate automaticamente in funzione dell’angolo del gantry, un approccio con requisiti hardware e software specifici che finora hanno ostacolato l’implementazione clinica.

I piani PAT hanno migliorato notevolmente la conformità della dose rispetto ai trattamenti MFO. Mentre la copertura target era di pari qualità per entrambi i tipi di trattamento, la PAT ha diminuito le dosi medie agli OAR per tutti i pazienti.

L’impatto maggiore è stato nel tronco encefalico, dove la PAT ha ridotto le dosi massime e medie rispettivamente di 19,6 e 9,5 Gy (RBE).

La dose rispetto ad altre OAR primarie non differiva significativamente tra i piani, ma la PAT ha ottenuto un’impressionante riduzione della dose media rispetto alle OAR secondarie non direttamente adiacenti al target.

Il team ha anche valutato in che modo queste differenze dosimetriche influiscono sulla normale probabilità di complicanze tissutali (NTCP).

La PAT ha ridotto significativamente (dell’8,5%) il rischio di sviluppare secchezza delle fauci e ha leggermente abbassato altri endpoint NTCP (disfunzione della deglutizione, alimentazione tramite sondino e saliva appiccicosa).

Per verificare la fattibilità della PAT clinica, i ricercatori hanno fornito piani MFO e PAT per un paziente su un portale clinico.

È importante sottolineare che i tempi di consegna (dall’inizio del primo fascio alla fine dell’ultimo) erano simili per entrambe le tecniche: 36 minuti per PAT con 30 direzioni del fascio e 31 minuti per MFO.

La riduzione del numero di direzioni del fascio a 20 ha ridotto il tempo di erogazione a 25 minuti, pur mantenendo dati dosimetrici quasi identici.

I risultati positivi del confronto dei piani e del test di fattibilità hanno spinto il team a iniziare i trattamenti clinici.

“L’innesco finale per l’attivazione è stato il fatto che i piani PAT discretizzati mantenevano praticamente esattamente le caratteristiche dosimetriche ottimali del piano d’arco dinamico (rotazione continua) originale da cui derivavano, quindi non c’era bisogno di attendere l’arco completo per mettere i potenziali benefici all’uso clinico.

La verifica pre-trattamento ha mostrato un’eccellente precisione dosimetrica e tutto ciò che può essere fatto in un ambiente completamente certificato CE”, affermano Frank Lohr e Marco Cianchetti, rispettivamente direttore e vicedirettore del Centro di Protonterapia di Trento.

“L’unico inconveniente attuale è che non siamo alla velocità di trattamento che potremmo avere con un arco dinamico completo”.

Ad oggi, nove pazienti hanno ricevuto o sono sottoposti a trattamento PAT: cinque con tumori della testa e del collo, tre con tumori cerebrali e un cancro del torace. Per i primi due pazienti con testa e collo, il team ha creato piani PAT con un semiarco (da 180° a 0°) con 10 direzioni del fascio e un tempo medio di trattamento di 12 minuti.

I due successivi sono stati trattati con un arco completo (360°) con 20 direzioni del fascio. Qui, il tempo medio di trattamento è stato di 24 minuti.

La garanzia di qualità specifica per il paziente ha rivelato un tasso medio di passaggio gamma (3%, 3 mm) del 99,6% e solo un paziente ha richiesto una ripianificazione.

I ricercatori stanno ora analizzando i dati di tossicità acuta dei pazienti, per determinare se il PAT riduce la tossicità. Stanno anche cercando di ridurre ulteriormente i tempi di consegna.

«Si spera che, insieme all’IBA, semplificheremo l’attuale flusso di lavoro tra l’OIS [sistema informativo oncologico] e il sistema di controllo del trattamento per ridurre i tempi di trattamento, essendo così competitivi rispetto agli approcci convenzionali, anche prima che i trattamenti ad arco dinamico completo diventino una realtà clinica», aggiunge Lohr.

Per gentile concessione: UO Fisica Sanitaria e UO Protonterapia, APSS, Trento