Il dott. White è professore assistente di radiologia, direttore di radiologia muscoloscheletrica, dipartimento di radiologia; il dott. Whang è professore assistente di radiologia clinica e direttore medico di imaging, dipartimento di radiologia; e il dott. Duddalwar è professore assistente di radiologia, dipartimento di radiologia, presso la Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA. Il Dr. Mandelin è uno specializzando, Dipartimento di radio-oncologia; e il Sig. Astrahan è il capo della fisica medica e un professore associato, Dipartimento di radio-oncologia, presso la Keck School of Medicine, University of Southern California University Hospital, Los Angeles, CA.

La radioterapia guidata dall’immagine (IGRT) utilizza l’imaging in tempo reale per fornire una radioterapia più precisa rispetto ai tumori. Lo sviluppo di tecniche di radioterapia altamente conformali pone requisiti più rigorosi sulla precisione del targeting del fascio.

Nella pratica, esistono grandi incertezze nella delineazione del volume tumorale e nella localizzazione del bersaglio a causa del movimento fisiologico degli organi. IGRT utilizza i raggi X ortogonali per visualizzare i marcatori fiduciali radiopachi impiantati all’interno e adiacenti al tumore per il monitoraggio in tempo reale durante l’intero ciclo di trattamento.1 La radiochirurgia stereotassica (SRS), che viene erogata in una singola frazione, e la radioterapia stereotassica (SRT), che viene erogata in un massimo di 5 frazioni, sono state sviluppate a Stanford e approvate dalla U.S. Food & Drug Administration nel 2001. Un robot (Figura 1) eroga radiazioni fotoniche altamente focalizzate da 6MV da un singolo fascio altamente collimato da centinaia di angoli. Le figure 1 e 2dimostrano i molti componenti del sistema di radioterapia all’interno della sala della volta, dove il paziente viene trattato.

Il sistema sincronizza continuamente l’erogazione del fascio al movimento del tumore, permettendo una significativa riduzione della dose nei margini di trattamento ed eliminando la necessità di trattenere il respiro. Il paziente indossa un giubbotto speciale che ha diodi emettitori di luce che seguono il tumore secondo la respirazione del paziente o altri movimenti. Questo movimento viene rilevato dalla serie di telecamere montate sul soffitto. Queste informazioni vengono visualizzate su un monitor di computer, dove viene fatto un modello di respirazione, che può fare aggiustamenti nella consegna delle radiazioni in tempo reale, compresa la previsione della posizione del tumore. Il sistema ha collimatori intercambiabili con dimensioni da 5 a 60 mm e utilizza la sua disposizione non coplanare del fascio per fornire una precisione submillimetrica. L’imaging kV in tempo reale è ottenuto utilizzando punti di riferimento ossei (ad esempio, il tracciamento della base cranica 6-dimensionale o il tracciamento della colonna vertebrale) o marcatori radiografici fiduciali impiantati (ad esempio, semi d’oro o bobine). La Figura 3 dimostra come si ottengono le radiografie ricostruite digitalmente e confronta come appaiono i marker fiduciali sul sistema di tomografia computerizzata (CT) di pianificazione (immagini sintetiche) con come appaiono i marker durante l’imaging dal vivo (immagini della telecamera). Le immagini combinate, chiamate overlay, aiutano a verificare il posizionamento del paziente e a tracciarne il movimento.

Il posizionamento dei fiducial può sembrare adeguato al radiologo in quanto sono vicini alla lesione, fornendo al sistema le informazioni spaziali di cui ha bisogno per erogare accuratamente la radiazione. Tuttavia, ciò che a un radiologo può apparire adeguato sulle immagini CT può non essere accettabile perché il tracciamento dei fiducial è ottenuto utilizzando radiografie ortogonali, da cui vengono realizzate radiografie ricostruite digitalmente.2 Ciò può comportare la sovrapposizione di marcatori che non saranno utilizzabili. Questo fenomeno è dimostrato nelle figure 4 e 5, che mostrano una rappresentazione diagrammatica di un tumore al fegato e dei marker fiduciali.

Linee guida per il posizionamento dei fiducial

In genere, un fiducial dovrebbe essere centrato nel volume di trattamento (al centro della lesione). Altri fiducial dovrebbero essere centrati intorno al volume tumorale (circondando la lesione superiormente, inferiormente, medialmente e lateralmente). In modo ottimale, i marcatori dovrebbero essere posizionati in piani diversi negli assi x, y e z (Figura 6).3-5

I fiducial non dovrebbero essere posizionati nello stesso piano (ad esempio, lo stesso piano dell’immagine assiale-CT), in modo tale da formare un angolo di circa 45 gradi con l’orizzonte (Figura 7). Nessun fiduciario dovrebbe trovarsi a più di 5-6 cm dalla lesione. Ci dovrebbe essere un minimo di 1,5 cm tra i marker fiduciali. Almeno 15 gradi di angolazione dovrebbero essere presenti tra qualsiasi 3 fiduciali (Figura 8). 3-5 Un minimo di 3 fiducials sono necessari per definire un piano, che è necessario per il sistema per essere in grado di localizzare il trattamento nello spazio. Più marcatori fiduciali sono preferibili-5 o 6 sono solitamente collocati presso l’istituzione degli autori perché alcuni marcatori possono essere inutilizzabili a causa della sovrapposizione o della migrazione del marcatore.

Metodi

Nell’istituzione degli autori, viene usato un ago Hawkins da 16 gauge disponibile in lunghezze da 5, 10 o 15 cm (Figura 9). Questo ago ha uno stiletto interno a punta di matita, che ha una manopola bianca e uno stiletto blu a punta smussata che viene utilizzato per avanzare il marker fiduciale nei tessuti. Questo ago permette di posizionare più di 1 marcatore dopo aver perforato la pelle solo 1 volta riposizionando l’angolo dell’ago tra i posizionamenti fiduciali.

I fiducial sono piccoli marcatori in oro che vengono impiantati nei tessuti molli o all’interno della lesione. Essi forniscono informazioni spaziali al sistema per guidare accuratamente l’erogazione delle radiazioni. L’oro è più denso delle clip chirurgiche e appare unico nell’imaging con i caratteristici artefatti da striatura. I fiduciali sono tipicamente richiesti per i tumori nel torace, nell’addome, nella pelvi o in altri tessuti molli. Possono non essere necessari per le lesioni vicino alla colonna vertebrale, in quanto la colonna vertebrale fornisce la localizzazione spaziale. Fiducials non sono necessari per le lesioni intracraniche.

Per la procedura, un vassoio di base biopsia viene utilizzato con un ago Hawkins 16-gauge, 0,8 x 5-mm oro seme fiduciali marcatori, e un morsetto Kelly (Figura 9). Prima della procedura, la TAC precedente del paziente viene rivista. Il paziente è posto nella posizione appropriata (cioè, supina o prona) e le immagini iniziali sono ottenuti. Il paziente viene preparato e drappeggiato nel solito modo sterile. Per l’anestesia locale, si utilizza la lidocaina all’1%. Viene praticato un piccolo taglio nella pelle del paziente (Figura 10). L’ago Hawkins con lo stiletto a punta di matita viene fatto avanzare fino alla posizione desiderata e confermato dalla TAC. Le pinze Kelly sono utilizzate per afferrare il fiducial marker. È più facile far cadere il marker nell’ago Hawkins se l’orientamento del marker è leggermente angolato rispetto alla pinza Kelly (Figura 11). Le figure da 10 a 12 mostrano un paziente con test di scarsa funzionalità polmonare in cui i marker fiduciali sono stati posizionati nella parete toracica per evitare un possibile pneumotorace.

Lo stiletto a punta di matita viene rimosso dall’ago Hawkins. Utilizzando la pinza Kelly, il marker fiduciale viene posizionato e rilasciato nell’ago Hawkins. La Figura 11 mostra i passi sopra descritti con il marker fiduciale nella parte prossimale dell’ago Hawkins. Lo stiletto blu a punta smussata viene quindi inserito nell’ago Hawkins. Questo spinge il marker verso la punta dell’ago. Per garantire che il marcatore esca dall’ago, lo stiletto blu a punta smussata deve essere fatto avanzare completamente ruotando i componenti del luer lock dello stiletto e dell’ago Hawkins finché la manopola non è a filo con il mozzo dell’ago. L’ago può essere rimosso a questo punto, oppure lo stiletto a punta di matita può essere sostituito e l’ago può essere riposizionato per un ulteriore posizionamento del marker. Quando il posizionamento del fiducial marker è completo, si ottengono immagini CT che mostrano la posizione dei marker (Figura 12).

In genere, dovrebbero essere posizionati da 5 a 6 marker. È importante che siano in piani diversi lungo gli assi x, y e z. Se possibile, è ottimale posizionare un marcatore al centro della lesione (Figura 13), e poi posizionare gli altri marcatori intorno alla lesione, in modo che l’isocentro dei marcatori sia il centro della lesione. A volte non è possibile, come nel paziente presentato nelle figure da 10 a 12, posizionare un marcatore al centro della lesione, ma posizionarli entro 5 cm faciliterà comunque il trattamento. I marcatori posizionati a più di 7 cm dalla lesione probabilmente non saranno utilizzabili. Il sistema utilizza un piccolo campo visivo (20 cm). Esempi di posizionamento dei fiducial nel torace, nell’addome e nella pelvi sono mostrati nelle figure da 14 a 16.

Monitoraggio e sicurezza

I pazienti che hanno fiducial posizionati in organi (ad esempio, il fegato) sono tipicamente osservati per 2 ore dopo la procedura. I pazienti che hanno fiducials posizionati solo nei tessuti molli (ad esempio, la parete del torace) sono osservati per 1 ora. Dopo questo tempo i pazienti vengono in genere dimessi. I pazienti in genere aspettano da 7 a 10 giorni per consentire la “cicatrizzazione” dei marker fiduciali prima di tornare per la TC di pianificazione. Una volta eseguita la TC di pianificazione, i radio-oncologi sviluppano il loro piano di trattamento. Se i marker fiduciali migrano tra la pianificazione e il trattamento, non saranno utilizzabili a meno che il paziente sia scansionato di nuovo e il piano di trattamento rivisto.

Complicanze

Oltre ai soliti piccoli rischi di sanguinamento e infezione con le procedure interventistiche, le potenziali complicazioni includono lo sviluppo di uno pneumotorace, la confusione del paziente legata alla lidocaina, e la migrazione del marker fiduciale dopo il posizionamento. Se si verifica un piccolo pneumotorace (Figura 17), il paziente può essere seguito con radiografie per verificare la risoluzione. Se si verifica un pneumotorace clinicamente significativo, può essere posizionato un catetere pigtail. Un’altra possibile complicazione è lo sviluppo di un ematoma intramuscolare. La Figura 18 mostra un ematoma della muscolatura della parete addominale (rispetto al normale lato controlaterale). Questi ematomi in genere si risolvono senza intervento. L’ematoma può essere seguito clinicamente o tramite TC, se necessario.

La migrazione dei marcatori fiduciali descrive un cambiamento nella posizione dei marcatori tra il posizionamento e la TC di pianificazione della terapia o tra la TC di pianificazione e la somministrazione effettiva del trattamento. Un esempio di migrazione dei marcatori è illustrato nella Figura 19. Questo può verificarsi anche quando i marcatori sono collocati nello spazio pleurico,3 o in una posizione intravascolare, come un’arteria, anche se questo è raro.4 Posizionamento di marcatori in una posizione extrapleurica nella parete toracica può aiutare a evitare la migrazione. La confusione del paziente legata alla lidocaina è un’altra potenziale complicazione. Secondo la nostra esperienza, alcuni pazienti che hanno ricevuto >30 cc di lidocaina possono confondersi. Nella maggior parte dei pazienti, <30 cc sono adeguati per controllare il disagio del paziente.

Conclusione

In conclusione, la radiochirurgia stereotassica è un metodo di trattamento sempre più utilizzato. È importante che i radiologi che eseguono il posizionamento guidato dalla TC dei marker fiduciali siano in grado di farlo in modo sicuro e accurato. Questo articolo fornisce gli elementi essenziali di come il sistema utilizza i marker fiduciali, una guida passo dopo passo su come eseguire la procedura, una revisione delle potenziali complicazioni e cosa fare quando si verificano.

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2. Saw CB, Chen H, Wagner H Jr. Implementazione della registrazione dell’immagine basata su fiduciali nel sistema robotico Cyberknife. Med Dosim. 2008;33: 156-160.
3. Kee ST. Posizionamento fiduciale per facilitare il trattamento delle lesioni polmonari con il sistema Cyberknife. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Acceduto il 30 marzo 2011.
4. Kee ST. Posizionamento fiduciario per facilitare il trattamento delle lesioni del pancreas e del fegato con il sistema Cyberknife. Accuray Incorporated. 2005. eradiology.bidmc.harvard.edu/LearningLab/respiratory/Singal.pdf. Acceduto il 30 marzo 2011.
5. Sotiropoulou E, Stathochristopoulou I, Stathopoulos K, et al. CT-guided fiducial placement for Cyberknife stereotactic radiosurgery: Un’esperienza iniziale. Cardiovasc Intervent Radiol. 2010;33:586-589.

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