Protocollo per la valutazione di un algoritmo di pianificazione per la radiochirurgia Gamma Knife (SPEED)

Il processo di sviluppo dei piani di trattamento radiochirurgico Gamma Knife è oggi molto dipendente dal livello di competenza umana, con conseguente grande eterogeneità delle qualità intrinseche della pianificazione del trattamento e della qualità delle cure fornite in radiochirurgia.

I sistemi di pianificazione inversa esistenti, sebbene siano notevolmente progrediti negli ultimi anni, producono risultati ancora inferiori a quelli raggiunti da un esperto.

Convenzionalmente, un pianificatore dosimetrico esperto agirà principalmente sulle coordinate della posizione degli isocentri, sulla dimensione dei collimatori, settore per settore, e sul tempo di irraggiamento di ciascun isocentro. In teoria, la combinazione di queste variabili fornisce l'accesso a miliardi di calcolo combinatorio la cui diversità supera di gran lunga le capacità computazionali della mente umana. Il pianificatore dosimetrico utilizza quindi una piccolissima parte dello spettro dei possibili pattern riproducendo sempre un numero limitato di soluzioni empiriche.

La società Intuitive Therapeutics ha sviluppato un nuovo algoritmo matematico in grado di testare automaticamente in brevissimo tempo tutte le possibilità combinatorie e convergere molto rapidamente alla soluzione che meglio risponde agli obiettivi clinici, anatomici e dosimetrici definiti dal neurochirurgo. La rapidità di elaborazione del sistema consente inoltre all'operatore di modificare i vincoli per affinare in tempo reale il risultato proposto.

La dimostrazione della realtà delle prestazioni di questo algoritmo darebbe la possibilità anche ad utenti inesperti di sviluppare una pianificazione ad alte prestazioni a beneficio del paziente in termini di ottimizzazione del rapporto efficacia/tossicità dei risultati del trattamento radiochirurgico

L'obiettivo primario è quello di valutare comparativamente la qualità delle schede prodotte dall'algoritmo sviluppato dalla società Innovative Therapeutics a quelle prodotte da un esperto che ha effettuato più di 15000 pianificazioni dosimetriche e interventi radiochirurgici.

Il principale criterio di confronto è l'indice Paddick.

I criteri secondari per il confronto sono:

• Indice di conformità
• indice di selettività
• Indice di gradiente
• Dose massima, minima, media alle strutture a rischio
• Distribuzione della dose nel volume target
• Tempo di trattamento (a parità di attività della sorgente)
• Tempo di realizzazione della progettazione

È stato scelto di trattare pazienti con Schwannoma vestibolare OPPURE metastasi cerebrali multiple (> 5) trattate in singola seduta da Gamma Knife OPPURE meningioma para-ottico in trattamento ipofrazionato su Gamma Knife con maschera di contenzione con inclusione dei percorsi visivi nella pianificazione del volume target .

Lo scopo dello studio è quello di mostrare almeno la non inferiorità di questo nuovo metodo rispetto all'utente esperto basato sul Paddick Index. Questo indice ha valori continui compresi tra 0 e 1, 0 è il caso peggiore e 1 è la soluzione ideale. Per definire la dimensione del campione necessaria per ciascuna patologia, è necessaria una fase pilota. Questa fase può essere eseguita retrospettivamente utilizzando trattamenti già definiti dall'utente esperto. Questa fase pilota ci permetterà di identificare la differenza che ci si può aspettare tra i valori dell'indice e la variabilità di questa differenza. Sulla base di questi valori saremo in grado di determinare la dimensione del campione permettendoci di testare statisticamente la non inferiorità, o addirittura la superiorità di questo nuovo dispositivo. Il numero di casi da includere durante la fase pilota dovrebbe essere di almeno dieci casi e un massimo di trenta casi. La scelta del numero di casi da integrare durante questa fase pilota dipenderà dall'omogeneità delle differenze ottenute sui primi casi. Questi valori ci permetteranno di calcolare la dimensione dei campioni necessari per lo studio della non inferiorità così come per lo studio della superiorità. A seconda delle dimensioni calcolate dei campioni, faremo una scelta per garantire che questo studio si svolga nella durata prevista.