Efficienza della Radioterapia Adattativa Off-line Contemporanea per il Cancro al Polmone (ECLAIR)

Il cancro del polmone è tra i tipi di cancro più comuni a livello globale e presenta il più alto tasso di mortalità. Il carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) è la forma predominante, rappresentando oltre l'85% dei casi. Poiché i sintomi spesso si manifestano tardivamente, molti pazienti presentano una malattia localmente avanzata (LA-NSCLC) al momento della diagnosi. Il trattamento fondamentale per il LA-NSCLC non resecabile consiste in una combinazione di terapia sistemica e radioterapia seguita da immunoterapia.

La radioterapia è preceduta da un processo di preparazione del trattamento laborioso e dispendioso in termini di tempo. Questo processo richiede innanzitutto imaging diagnostico, come la PET-CT, seguito da imaging per la pianificazione del trattamento utilizzando una TC di pianificazione quadridimensionale (4D) dedicata guidata dalla respirazione. Successivamente, il tumore e gli organi a rischio (OAR) circostanti devono essere delineati e revisionati in modo indipendente da radio-oncologi secondo linee guida internazionali raccomandate. Le reti neurali convoluzionali (CNN) commerciali sono attualmente utilizzate per supportare questo processo di delineazione. Questi modelli eseguono una classificazione voxel per voxel per etichettare le strutture anatomiche basandosi su dati di addestramento precedenti. Un'applicazione commerciale ampiamente utilizzata e marcata CE per la delineazione degli OAR è Syngo.via®.

Dopo la delineazione, viene eseguita la pianificazione dosimetrica del trattamento. La creazione del piano inizia con un passo di ottimizzazione seguito da un calcolo della dose, con l'obiettivo di raggiungere un equilibrio accettabile tra la copertura del bersaglio e il risparmio degli OAR. Uno strumento di pianificazione basato sulla conoscenza, marcato CE e comunemente utilizzato, che semplifica questo processo è RapidPlan®. Questo sistema fornisce stime delle distribuzioni di dose raggiungibili e guida i dosimetristi e i fisici medici verso la generazione di piani di alta qualità. Tutti i passi preparatori sono eseguiti sulla TC di pianificazione, che rappresenta solo un singolo istantaneo anatomico in un momento specifico.

Una volta completata la preparazione, inizia il ciclo di radioterapia. I trattamenti vengono somministrati quotidianamente per un periodo fino a sette settimane. Durante questo arco di tempo, possono verificarsi sia cambiamenti anatomici intratoracici che del tumore, causando il mancato allineamento delle delineazioni iniziali e del piano di trattamento con l'anatomia del paziente nel giorno del trattamento. La radioterapia adattativa (ART), in cui il piano originale viene modificato in risposta ai cambiamenti anatomici, può quindi essere vantaggiosa. Studi clinici hanno dimostrato che i pazienti con NSCLC possono beneficiare di frequenti adattamenti del piano di trattamento in caso di regressione del tumore o spostamenti intratoracici durante il ciclo terapeutico. Sono stati riportati miglioramenti nella sopravvivenza libera da progressione e nella sopravvivenza globale, e la ART offline di routine a metà trattamento è raccomandata per il LA-NSCLC.

Tuttavia, nonostante le evidenze, un numero molto limitato di pazienti riceverà la radioterapia adattativa. L'intenso lavoro associato alla delineazione e alla pianificazione del trattamento rimane una barriera principale all'ampia implementazione dell'ART per tutti i pazienti eleggibili.

Diversi strumenti contemporanei hanno il potenziale per accelerare il processo adattativo. Nel presente studio, gli investigatori intendono eseguire prospetticamente adattamenti a metà trattamento in 30 pazienti con LA-NSCLC. Questi pazienti si sottoporranno a una TC di pianificazione ripetuta seguita da una nuova delineazione e pianificazione del trattamento, riflettendo il flusso di lavoro pre-trattamento. Questo approccio consente una valutazione iniziale dell'efficienza temporale degli strumenti moderni di delineazione e pianificazione in un contesto adattativo. Tutti gli strumenti utilizzati sono marcati CE e attualmente applicati come parte della pratica clinica standard sulla TC di pianificazione iniziale. I controlli di qualità e le revisioni manuali da parte dei fisici medici e dei medici saranno identici alle procedure pre-trattamento. Per i pazienti arruolati, il piano di trattamento risultante tiene conto dei cambiamenti anatomici e può migliorare la copertura del tumore e la protezione degli OAR.

Una fase retrospettiva inizierà dopo il completamento di tutti i trattamenti. Questa fase indagherà la fattibilità di incorporare l'imaging di verifica della posizione all'avanguardia, ovvero le TC a fascio conico (CBCT), come sostituto delle TC di pianificazione ripetute. Se fattibile, l'acquisizione ripetuta della 4DCT potrebbe essere evitata, risparmiando ai pazienti dosi di imaging aggiuntive e riducendo il carico di appuntamenti extra. Sarà essenziale determinare se gli attuali strumenti di delineazione e pianificazione possono essere applicati efficacemente ai dati CBCT. Il flusso di lavoro prospettico sopra descritto servirà come benchmark per l'efficienza temporale e la qualità della delineazione e della pianificazione. Questo confronto aiuterà a determinare se il passaggio da 4DCT ripetute a CBCT all'interno di un flusso di lavoro ART sia fattibile e vantaggioso.

Nel flusso di lavoro ART prospettico, verrà acquisita la TC di pianificazione 4D ripetuta, seguita dalla delineazione automatizzata degli OAR utilizzando Syngo.via® e dalla delineazione manuale delle lesioni tumorali. La pianificazione del trattamento verrà quindi eseguita con RapidPlan®, che migliora l'ottimizzazione e riduce la variabilità inter-osservatore. Se il piano adattato risultante fornisce un vantaggio dosimetrico, sarà implementato per il resto del ciclo di radioterapia. Le procedure di verifica del piano rispecchieranno quelle utilizzate nella pianificazione pre-trattamento, inclusa l'approvazione da parte dei medici responsabili e dei fisici medici. Le misurazioni del tempo saranno registrate in ogni fase del flusso di lavoro per servire come dati di verità fondamentale per la fase retrospettiva.

Nella valutazione retrospettiva, gli investigatori valuteranno le prestazioni di un flusso di lavoro ART basato su CBCT. Invece di una 4DCT ripetuta, verranno utilizzate le immagini CBCT giornaliere, acquisite di routine per la verifica della posizione. La qualità dell'immagine CBCT per la pianificazione della radioterapia sarà verificata e convertita in una TC sintetica utilizzando un software dedicato marcato CE (MIM®). La generazione di TC sintetica migliora l'accuratezza dei calcoli della dose. Verrà quindi eseguita la delineazione automatizzata degli OAR utilizzando Syngo.via® e MIM®, seguita dalla delineazione manuale del tumore. La successiva pianificazione del trattamento sarà nuovamente eseguita utilizzando RapidPlan®. Questo processo valuterà la misura in cui la CBCT o la TC sintetica possono supportare la pianificazione del trattamento adattativo. Come nella fase prospettica, la registrazione del tempo avverrà in tutte le fasi del flusso di lavoro.