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Studi dosimetrici e validazione di nuovi strumenti per la verifica di trattamenti radioterapici ad intensità modulata statica e rotazionale.

Informazioni tesi

  Autore: Valentina Sapino
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2010-11
  Università: Università degli Studi di Torino
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Roberto Cirio
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 148

Nella moderna radioterapia, ogni piano di trattamento viene appositamente studiato su misura del paziente. L'IMRT (Intensity Modulated Radiation Therapy, Radioterapia ad Intensità Modulata), una sofisticata forma di radioterapia tridimensionale convenzionale, rappresenta una delle più avanzate e promettenti tecniche di radioterapia oncologica. La possibilità di conformare la distribuzione della dose terapeutica alla geometria, anche molto complessa, del volume tumorale, consente di salvaguardare in modo ottimale i tessuti sani circostanti, diminuendo l'intensità di radiazione della dose sulle zone periferiche. La riduzione della dose erogata ai tessuti sani, con conseguente riduzione della probabilità di complicanze agli stessi, permette di erogare al bersaglio una dose più elevata rispetto alla radioterapia conformazionale tridimensionale. Questo si traduce, per alcune patologie, in un aumento della probabilità di controllo locale.
Data la complessità della tecnica IMRT, che riveste non solo gli aspetti tecnico-dosimetrici, ma anche la gestione del paziente e la valutazione clinica del trattamento, è necessario eseguire i Controlli di Qualità (CQ) dedicati, per ogni paziente trattato. Lo scopo principale dei CQ è la verifica dell'accordo tra la distribuzione di dose pianificata al TPS (Treatment Planning System, Sistema di Pianificazione del Trattamento) e la distribuzione di dose effettivamente erogata all'acceleratore.
In questo lavoro di tesi sono stati effettuati studi dosimetrici su diversi piani di trattamento calcolati ed erogati su fantoccio ad acqua solida con differenti tecniche radioterapiche (3D-CRT e IMRT).
Il primo obiettivo del lavoro è stato la validazione di un nuovo software (3DVH) utilizzato per la valutazione dei piani di trattamento radioterapico. 3DVH utilizza i dati del piano di cura pianificato al TPS, le misure eseguite all'acceleratore lineare e il file contenente l’elaborazione delle misure stesse, fornito dal software MapCHECK.
Il secondo obiettivo del lavoro ha riguardato lo studio del significato clinico dell’indice gamma, ampiamente utilizzato nei controlli di qualità paziente-specifici pre-trattamento IMRT per il confronto tra distribuzioni di dose calcolate dal TPS ed erogate dall’acceleratore. A tal fine sono state acquisite le distribuzioni di dose di 27 pazienti trattati nel distretto Prostata-Pelvi e 15 pazienti trattati nel distretto Testa-Collo.
La tesi è articolata in tre capitoli introduttivi e in tre capitoli in cui viene riportato il lavoro di analisi.
Nei primi due capitoli introduttivi si presentano gli elementi essenziali della fisica alla base della radioterapia, vengono illustrate le caratteristiche di un acceleratore lineare, utilizzato per l’erogazione della terapia al paziente, ed infine le tecniche di trattamento sviluppate negli anni, con particolare attenzione a quelle d'interesse per questo studio.
Nel terzo capitolo sono presentati i controlli di qualità e i concetti di base della dosimetria in radioterapia, con la descrizione dei principali dosimetri utilizzati oggi.
Nel quarto capitolo si presentano il software 3DVH, i materiali, i metodi che conducono alla sua validazione, i risultati e le conclusioni di questo primo obiettivo del lavoro di tesi.
Nel quinto capitolo si passa allo studio dei casi clinici: vengono illustrate le caratteristiche dei piani di trattamento somministrati ai pazienti scelti per questo studio e vengono riportati i risultati e le conclusioni del secondo obiettivo di questa ricerca.
Nel capitolo finale sono, infine, riportate le conclusioni generali del lavoro svolto.

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Capitolo 1 Applicazione delle radiazioni ionizzanti in medicina 1.1 Le radiazioni ionizzanti Con il termine \radiazione" si intende generalmente il trasporto di energia sotto forma di corpuscoli o di onde elettromagnetiche da un punto all’altro dello spazio. Le radiazioni corpuscolari sono costituite da particelle subatomiche, che si spostano con velocit a prossime alla luce. A seconda della massa e della carica, sono state suddivise in particelle leggere elettricamente cariche (elettroni e positroni), particelle pesanti elettricamente cariche (protoni, deutoni, particelle , ...) e particelle neutre (neutrone). Le radiazioni elettromagnetiche, che si propagano alla velocit a della luce, sono classicate, a seconda della loro lunghezza d’onda, in onde elettriche, radioonde, raggi infrarossi, luce visibile, raggi ultravioletti, raggi X e raggi . Le radiazioni si distinguono in due gruppi: Radiazioni indirettamente ionizzanti (fotoni, neutroni, ...): composte da par- ticelle neutre e fotoni che cedono tutta o parte della propria energia a par- ticelle secondarie direttamente ionizzanti. Tali radiazioni possono essere di origine naturale (raggi cosmici o decadimenti di elementi radioattivi naturali presenti nella crosta terrestre) o articiale (ad esempio, raggi X, prodotti da apparecchiature radiogene, o raggi , emessi da radioisotopi prodotti mediante acceleratori di particelle o reattori nucleari). Radiazioni direttamente ionizzanti (elettroni, particelle , particelle ): com- poste da particelle cariche che ionizzano in modo diretto gli atomi e le molecole del mezzo attraversato, cedendo tutta o parte della loro energia agli elettroni attraverso urti coulombiani. Gli eetti delle radiazioni sulla materia vivente dipendono dalla modalit a e dalla quantit a di energia dissipata nell’unit a di 1

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Parole chiave

radioterapia
imrt
3d-crt
dosimetria 2d
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