La nuova Tomoterapia

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Il sistema di tomoterapia elicoidale venne ideato negli anni che vanno dal 1988 al 2002 da un gruppo di ricercatori dell’Università del Wisconsin (UW), guidati da Rock Mackie. In questo nuovo progetto vennero fatte confluire tutte le idee che erano maturate immediatamente prima e durante quel periodo, a partire dalla teoria della distribuzione di dose di Brahme del 1982, all’utilizzo del MLC binario, all’introduzione della tomografia assiale computerizzata (TAC) a spirale, ai nuovi algoritmi di calcolo della distribuzione della dose, al superamento dei limiti imposti delle tecniche convenzionali.

La genialità del gruppo dell’UW creò un sistema rivoluzionario nel quale vennero integrate quattro esperienze innovative:

  • L’emissione della radiazione con movimento elicoidale come in una TAC a spirale: la sorgente radiante ruota velocemente senza soluzione di continuità, il piano porta-pazienti trasla longitudinalmente in modo sincronizzato, in modo da ottenere grandi campi (fino a 40 x 135 cm.).
  • L’introduzione del MLC di tipo binario (funzionante ad aria compressa), con movimento molto veloce delle lamelle, abbinato ad un nuovo TPS (Treatment Planning System), funzionante con il procedimento “inverso”, per l’ottenimento della migliore qualità in IMRT.
  • La completa fusione e sinergia fra il sistema TAC e il sistema Acceleratore lineare, con l’utilizzazione della stessa sorgente radiante per l’ottenimento della migliore qualità in IGRT.
  • La presenza di un unico “data base” per la console operativa, il TPS e l’unità di trattamento per aumentare la sicurezza e la semplicità.

Il sistema di tomoterapia, che nasce appositamente per l’esecuzione della metodica IG – IMRT (Image Guided Intensity Modulated Radiation Therapy), è una piattaforma per sviluppi futuri ed è completamente differente dalla tecnologia della radioterapia convenzionale, che invece è stata adattata a queste nuove tecniche ed è oramai un prodotto giunto al termine della sua fase evolutiva. La tomoterapia è un prodotto unico sul mercato ed è coperto da 110 brevetti internazionali.

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Esso presenta innumerevoli vantaggi clinici, rispetto alla radioterapia con acceleratori tradizionali con sbraccio a C, come ad esempio:

  • L’adattamento del trattamento radiante, seduta per seduta, alle mutate condizioni anatomiche del paziente e della lesione neoplastica, sia in termini spaziali (tramite l’IGRT e la verifica della posizione on-line) sia in termini di distribuzione di dose assorbita dal paziente (con il software “adaptive” e la "delivery analysis").
  • La possibilità di effettuare l’IMRT e l’IGRT in maniera pratica e veloce, perché realizzate con un sistema dedicato a queste funzionalità.
  • Il raggiungimento di alti livelli di omogeneità di dose in profondità, risparmiando i tessuti in superficie mediante l’irradiazione elicoidale con 51 porte d’ingresso, 64 beamlet, e un’energia del fascio di soli 6 MV.
  • La capacità di conformazione della dose alla lesione neoplastica grazie all’estrema flessibilità di modulazione del fascio radiante costituito da un numero elevato di beamlet, ognuno dei quali con valori di fluenze che possono essere scelte fra 100 diversi livelli. 
  • L’elevata versatilità che consente di effettuare una grande tipologia di trattamenti che vanno dalle piccole lesioni, tipiche della radiochirurgia, alle lesioni del testa collo, della prostata, alle metastasi, alle grandi lesioni al torace e alle pelvi, alle lesioni cranio spinali, all’intero midollo, alle lesioni multiple che possono essere trattate in una sola seduta, ai ritrattamenti e ai grandi campi, come Total Body Irradiation (TBI) e Total Marrow Irradiation (TMI) che possono essere eseguiti senza problemi di giunzione. 
  • La potenzialità di effettuare boost simultanei in una sola seduta, “escalation” di dose e ipofrazionamenti.

Il sistema ha avuto a partire dal 2002 una rapida diffusione e ora si contano più di 550 sistemi funzionanti nel mondo, con 27 sistemi installati in Italia. Il sistema di tomoterapia è attualmente commercializzato con 2 serie:

  • TomoTherapy serie H
  • Radixact

 

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