Tesi di laurea sulla Tomografia Computerizzata, Tesi di Laurea Specialistica di Radiologia. Università degli Studi dell'Insubria
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Tesi di laurea sulla Tomografia Computerizzata, Tesi di Laurea Specialistica di Radiologia. Università degli Studi dell'Insubria

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La Tomografia Computerizzata ''Cone Beam'' (CBCT) nella pianificazione e nel monitoraggio dei trattamenti percutanei di termo-ablazione con microonde delle neoplasie epatiche. La recidiva tumorale a livello del fegato do...
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TRATTAMENTI ABLATIVI

SCUOLA DI MEDICINA

SCUOLA DI MEDICINA

SCUOLA DI MEDICINA

Corso di Laurea Specialistica in Medicina e Chirurgia

LA TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA "CONE BEAM" (CBCT) NELLA PIANIFICAZIONE E NEL MONITORAGGIO

DEI TRATTAMENTI PERCUTANEI DI TERMO- ABLAZIONE CON MICROONDE DELLE NEOPLASIE

EPATICHE

Relatore: Prof. Carlo Fugazzola Correlatore: Dr.ssa Chiara Floridi

Tesi di Laurea di:

Alessandro Ivan De Martino Matricola n. 712060

Anno Accademico 2014/2015

I

INDICE

INTRODUZIONE ................................................................................................................................................ 1

TERAPIE ABLATIVE ........................................................................................................................................... 2

DEFINIZIONE: .......................................................................................................................................................... 2

CLASSIFICAZIONE DEI PRINCIPII FISICI: ........................................................................................................................... 2

Alcolizzazione (PEI): ....................................................................................................................................... 4

Crioablazione: ................................................................................................................................................ 5

Termoablazione con Laser (LTA): ................................................................................................................... 6

Termoablazione con radiofrequenze (RFA): .................................................................................................. 7

Termoablazione con Microonde (MWA): .................................................................................................... 10

Introduzione e tecnica:..............................................................................................................................................10

Applicazioni cliniche: .................................................................................................................................................14

Vantaggi e svantaggi: confronto con la radiofrequenza: ............................................................................. 15

Elettroporazione irreversibile: ..................................................................................................................... 18

Ablazione con ultrasuoni: ............................................................................................................................ 19

NEOPLASIE EPATICHE ......................................................................................................................................20

CARCINOMA EPATOCELLULARE ................................................................................................................................. 20

Introduzione ..............................................................................................................................................................20

Stadiazione ................................................................................................................................................................21

Prognosi ....................................................................................................................................................................25

Opzioni terapeutiche .................................................................................................................................................27

NEOPLASIE EPATICHE METASTATICHE ......................................................................................................................... 35

Introduzione ..............................................................................................................................................................35

Opzioni terapeutiche .................................................................................................................................................36

COMPLICANZE DEI TRATTAMENTI TERMOABLATIVI PERCUTANEI DEL FEGATO ...................................................................... 40

II

IMAGE GUIDANCE IN INTERVENTISTICA ONCOLOGICA ...................................................................................42

Planning ....................................................................................................................................................... 44

Targeting ...................................................................................................................................................... 45

Monitoring ................................................................................................................................................... 47

Valutazione della risposta al trattamento ................................................................................................... 49

C-ARM CONE BEAM COMPUTED TOMOGRAPHY (CBCT) .................................................................................54

Introduzione ................................................................................................................................................ 54

Caratteristiche tecniche ............................................................................................................................... 55

Esecuzione dell’esame ................................................................................................................................. 58

Applicazioni cliniche ..................................................................................................................................... 59

Embolizzazioni ...........................................................................................................................................................59

Biopsie .......................................................................................................................................................................60

Ablazioni ....................................................................................................................................................................61

Esposizione alle radiazioni ionizzanti ........................................................................................................... 63

ESPERIENZA PERSONALE .................................................................................................................................66

MATERIALI E METODI .............................................................................................................................................. 66

Pazienti ........................................................................................................................................................ 66

Procedura ..................................................................................................................................................... 67

Preparazione del paziente .........................................................................................................................................67

Acquisizione delle immagini CBCT .............................................................................................................................67

CBCT pre-procedurale con mezzo di contrasto .........................................................................................................68

CBCT intra-procedurale .............................................................................................................................................69

Trattamento ablativo ................................................................................................................................................70

CBCT post-procedurale ..............................................................................................................................................70

Analisi dei dati .............................................................................................................................................. 70

RISULTATI............................................................................................................................................................. 71

III

DISCUSSIONE ..................................................................................................................................................75

CONCLUSIONI .................................................................................................................................................66

BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................................67

1

INTRODUZIONE

La recidiva tumorale a livello del fegato dopo trattamento ablativo percutaneo costituisce un

problema rilevante; essa può essere locale, se origina lungo i margini della lesione già

sottoposta ad ablazione, o a distanza, se si tratta di un nuovo tumore insorto in una sede

distinta da quella del pregresso trattamento. Le cause della recidiva locale sono rappresentate

da un’incompleta ablazione della lesione o dal mancato ottenimento di margini di ablazione

sufficienti; la sopravvivenza dei pazienti e la recidiva di malattia dipendono dalla completa

ablazione del tessuto neoplastico, inclusa un’area di tessuto sano contigua al tumore, detta

margine di sicurezza (5-10 mm) (1).

L’obiettivo di questo lavoro è quello di studiare l’utilità della Tomografia Computerizzata

“Cone Beam” (CBCT) applicata ai trattamenti percutanei di termoablazione di neoplasie

epatiche, valutando in particolare la percentuale di pazienti che hanno presentato un residuo di

malattia al follow-up post-procedura.

2

TERAPIE ABLATIVE

Definizione:

L’ablazione tumorale è definita come l’applicazione diretta di terapie chimiche o basate

sull’applicazione di energia (termica o non termica) su un tumore, così da indurne la necrosi

cellulare (2). Le tecniche termoablative sfruttano l'effetto necrotizzante sui tessuti biologici

esercitato dal congelamento o dal calore. E' noto, infatti, che temperature inferiori ai -20°C o

superiori ai 60 °C possano determinare in pochi minuti una necrosi dello stesso.

Classificazione dei principii fisici:

Inizialmente le metodiche di ablazione tumorale sono state divise in due grandi categorie che

comprendevano le terapie basate sull’utilizzo di agenti chimici (chemical ablation) e le

terapie basate sull’utilizzo dell’energia termica (thermal ablation) (3).

Con lo sviluppo di metodiche non inseribili in nessuna delle classi precedenti, oggi vi è la

necessità di distinguere una nuova classe di trattamenti ablativi (non-chemical and non-

thermal tumor ablation), riferita specificatamente alla recente applicazione in campo clinico

dell’elettroporazione irreversibile (2,4).

Di conseguenza, sembra più appropriato distinguere le terapie ablative in:

1. Chemical ablation: comprendente l’alcolizzazione (PEI) e l’instillazione di acidi;

2. Energy-based ablation, che si divide a sua volta in base all’utilizzo o meno di energia

termica:

- Thermal ablation: comprendente l’ablazione con laser (LTA), radiofrequenze

(RFA), microonde (MWA) e la crioablazione;

- Non-thermal ablation: con l’elettroporazione irreversibile (IRE) e l’ablazione con

ultrasuoni.

3

È riconosciuto che una stessa metodica di ablazione può avere più di un meccanismo di danno

tissutale, in tali casi sarebbe corretto classificarla secondo il principale di questi meccanismi.

È questo il caso dell’ablazione con ultrasuoni, che oltre all’effetto di danneggiamento causato

dalla trasmissione delle onde meccaniche attraverso i tessuti implica anche un aumento di

temperatura fino a valori che danneggiano irreversibilmente le cellule colpite.

Negli anni si è verificato un crescente interesse verso i trattamenti ablativi, i quali

rappresentano una valida alternativa qualora non sia praticabile la chirurgia resettiva (5).

L’ablazione è considerata una procedura minimamente invasiva in grado di determinare il

controllo della crescita tumorale e la citoriduzione della massa neoplastica, senza arrecare

danno al circostante parenchima sano (6,7).

Attualmente la metodica più diffusamente impiegata nella pratica clinica è l’ablazione con

radiofrequenza, anche se negli ultimi anni l’ablazione con microonde sta acquistando un ruolo

sempre più rilevante (6,8).

4

Alcolizzazione (PEI):

La tecnica prevede l’iniezione intra-lesionale, sotto guida ecografica, di 2-20 ml di alcool

sterile deidratato (98%) mediante un ago di piccole dimensioni. Ciò determina una necrosi

coagulativa da disidratazione del citoplasma con denaturazione proteica, necrosi endoteliale,

aggregazione piastrinica e trombosi, cui consegue l’occlusione dei piccoli vasi sanguigni (9–

12).

La possibilità di ottenere una necrosi completa è strettamente correlata alle dimensioni del

tumore: nelle neoplasie di diametro < 3 cm la PEI può determinare una risposta completa nel

90-100% dei casi, tra i 3 e 5 cm la percentuale si abbassa al 70%, e scende sotto al 50% per

lesioni ancor più estese (13,14). Questi dati sottolineano come la PEI possa essere considerata

un trattamento efficace per le neoplasie di piccole dimensioni ed in particolare per le lesioni di

dimensioni inferiori o uguali a 3 cm parrebbe avere un efficacia pari al trattamento chirurgico

(15).

Dal 1995, lo sviluppo delle metodiche di ablazione con radiofrequenza ha acquisito un ruolo

predominante nel trattamento delle lesioni tumorali, sostituendo di fatto l’alcolizzazione (16).

5

Crioablazione:

La crioablazione è stata proposta per la prima volta nel 1963 da Cooper, come trattamento

delle lesioni epatiche (16,17). Rappresenta la tecnica ablativa più antica, utilizzata per il

trattamento palliativo.

I meccanismi con cui la maggior parte delle cellule giungono alla necrosi sono diretta

conseguenza del congelamento interno, con formazione di cristalli di ghiaccio, che condiziona

la rottura delle membrane e secondariamente per trombosi vascolare ed esposizione ad

elettroliti concentrati (4,10,11,16,18). La morte cellulare dipende dalla velocità con cui

avviene il raffreddamento, dalla profondità dell’ipotermia, nonché dalla velocità di

scongelamento e dal numero di cicli raffreddamento-scongelamento.

Nonostante tali effetti siano raggiunti per temperature inferiori ai -20 °C, alcuni studi clinici

mostrano come determinati tipi cellulari resistano fino a temperature di -40/50 °C (18).

L’esecuzione tecnica prevede il corretto posizionamento degli aghi da crioablazione

(raffreddati ad azoto liquido o gas argon) sotto guida ecografica e/o TC, a seguito del quale si

procede al congelamento della lesione tumorale, meglio se con cicli ripetuti nella stessa

seduta.

La procedura permette una ragguardevole riduzione del volume delle lesioni tumorali con un

minimo impegno da parte del paziente e brevi tempi di degenza.

Gli esiti a distanza dopo crioablazione sono rappresentati da una sostituzione fibrotica.

Limitanti di ordine tecnico sono l’elevato costo delle sonde (12), il loro ampio diametro e le

localizzazioni difficilmente raggiungibili di alcuni tumori epatici.

6

Termoablazione con Laser (LTA):

I primi trattamenti ablativi con laser risalgono al 1983 e riguardano sia lesioni epatiche

primitive che secondarie (16,19). Successivamente tale tecnica fu impiegata anche per il

trattamento dei tumori primitivi di esofago, colon e stomaco (16).

Il laser è una sorgente che produce un fascio monocromatico e collimato radiazioni

elettromagnetiche in grado di trasmettere elevate quantità di energia in maniera focalizzata.

La fonte di energia laser maggiormente utilizzata in ambito medico è l’Nd-YAG laser

(neodimo-ittrio, alluminio, garnet) (20–22), in grado di emettere un fascio di fotoni con

lunghezza d’onda di 1.064 µm (spettro degli infrarossi). Il fascio laser viene condotto

all’interno della lesione mediante una o più fibre ottiche di 0.2-0.6 mm di calibro, inserite in

aghi sottili tipo Chiba (21 Gauge) (23).

L’energia dei fotoni viene assorbita dai tessuti sotto forma di energia termica, con

conseguente aumento di temperatura all’interno della lesione tale da causare necrosi

coagulativa (19,20,23,24).

Dato che ogni singola fibra laser induce un volume sferico di necrosi tissutale di circa 1.5-2

cm, le piccole dimensioni di tale area rappresentano la maggiore limitazione di questa tecnica.

L’utilizzo di due accorgimenti tecnici ha comunque permesso di trattare lesioni di diametro

maggiore ai 2 cm:

1. L’introduzione di più fibre in aghi di 20-21 Gauge distanziati 2 cm tra loro permette di

suddividere l’energia del fascio laser in 4 fibre ottiche per mezzo di un beam-splitter

(dispositivo ottico che divide un raggio di luce in due parti) il cui preciso

posizionamento all’interno della lesione può essere tecnicamente difficile.

Il numero di fibre ottiche viene scelto a seconda delle dimensioni della lesione da trattare,

tenendo presente la possibilità di inserire simultaneamente fino a 8 fibre distanziate di 2 cm

7

tra di loro. Con un tempo di trattamento di 60-90 minuti, sono in grado di produrre una

necrosi confluente di circa 6-7 cm di diametro;

2. L’impiego di fibre a punta raffreddata in grado di generare fino a 30W di potenza

distribuiti su un ampio volume di tessuto e di ridurre il surriscaldamento locale.

I limiti di tale tecnica sono i medesimi dell’RFA (16) descritti nel paragrafo seguente.

Termoablazione con radiofrequenze (RFA):

Negli ultimi dieci anni, tale tecnica si è imposta come strumento terapeutico nel trattamento

dei tumori non resecabili sia primari che secondari (25,26). Attualmente riveste un ruolo

fondamentale nella pratica clinica qualora la chirurgia non sia attuabile (27).

Dal punto di vista tecnico, l’RFA, si basa sull’utilizzo di un generatore in grado di sviluppare

una potenza elettrica che viene convertita in energia elettromagnetica e trasferita al tessuto

sotto forma di calore attraverso l’introduzione di un ago-elettrodo al suo interno (27).

Nella RFA si utilizzano solitamente generatori di corrente alternata ad elevata frequenza (480-

500 kHz) ad una potenza variabile di 50-250W, collegati ad un circuito elementare con uno o

più elettrodi ad ago predisposti per creare un diametro di ablazione fino a 4-5 cm di diametro.

Durante la procedura, la corrente può essere applicata utilizzando elettrodi “monopolari” o

“bipolari”: nella tipologia monopolare, un singolo elettrodo interstiziale viene utilizzato per

rilasciare corrente nel sito del tumore, mentre degli elettrodi di superficie (grounding pads)

completano il circuito elettrico attraverso il corpo.

L’elettrodo attivo è costituito dall’estremità dell’ago, che va posta all’interno della lesione da

trattare, mentre l’elettrodo dispersivo è costituito da una piastra posta sulla superficie cutanea

della coscia del paziente, il quale diventa, in tal modo, parte attiva del circuito elettrico

(Figura 1).

8

Nella modalità bipolare la corrente circola tra due elettrodi interstiziali, con il vantaggio di

determinare un riscaldamento più efficace e più mirato nell’area compresa tra gli elettrodi

senza la necessità di posizionare le piastre di

scarico; d’altro canto, la tecnica monopolare

risulta più semplice e meno invasiva, in quanto

non richiede l’inserimento di un elettrodo

aggiuntivo, inoltre genera un area di necrosi

ellittica, scarsamente somigliante alla forma

tondeggiante dei noduli tumorali (28).

Attraverso l’elettrodo attivo, rappresentato dalla punta dell’ago, si determina il passaggio di

corrente alternata, che attraversando il tessuto circostante causa agitazione degli ioni, ciò crea

una turbolenza ionica locale ed un surriscaldamento del tessuto attorno alla punta dell’ago

(effettoJoule) (29–32).

Un’importante limitazione d’ordine tecnico, comune a tutte le tecniche di termoablazione, è la

scarsa estensione dell’area di necrosi coagulativa ottenibile con una sessione di trattamento, in

quanto un ago RF convenzionale di 1 mm di diametro, è in grado di generare un’area di

necrosi con un diametro di circa 1.6 cm.

L’estensione di tale area dipende massimamente da parametri quali:

 Diametro dell’ago,

 Lunghezza della punta esposta,

 Durata dell’applicazione dell’energia termica,

 Temperatura media locale ottenuta durante la procedura.

In particolare, per quanto riguarda quest’ultimo parametro, una necrosi ottimale viene ottenuta

a temperature comprese tra 70°-95°C, mantenute per una durata di 4-6 minuti.

Figura 1: Schema apparecchiatura per RFA.

9

Invece, per temperature superiori ai 100°C si verificano fenomeni di carbonizzazione del

tessuto, con eccessivo aumento dell’impedenza tissutale, che va a limitare la trasmissione di

energia termica alle aree di tessuto patologico

distanti dall’ago con conseguente riduzione

dell’area di necrosi (Figura 2).

Infine, un altro importante fattore che influenza

negativamente l’estensione della necrosi è la

dispersione del calore operata dal flusso

sanguigno tissutale (heat-sink effect), che si

verifica quando la lesione è posta in prossimità di grossi vasi (diametro >3 mm) (28).

Per ovviare a tali limitazioni sono stati sperimentati diversi accorgimenti tecnici: alcuni volti

ad aumentare la superficie radiante (come l’infissione di elettrodi multipli, l’impiego di due

elettrodi con tecnica bipolare, l’uso di elettrodi provvisti di uncini che fuoriescono all’interno

del tumore e di elettrodi con aghi coassiali distanziati di 5 mm l’uno dall’altro (cluster), altri

volti a prevenire i fenomeni di carbonizzazione ed il conseguente aumento dell’impedenza

tissutale (come l’infusione di soluzione fisiologica all’interno della lesione, per aumentare la

conducibilità elettrica e termica del tessuto tumorale). Risulta di rilevante importanza anche

l’introduzione in commercio di aghi provvisti di un sistema di raffreddamento con soluzione

fisiologica, che scorrendo all’interno dell’ago-elettrodo raffredda e limita i fenomeni di

carbonizzazione.

Nei tumori adiacenti ai grandi vasi, il trattamento è spesso incompleto per l’heat-sink effect

che limita l’estensione dell’ablazione.

L’obiettivo della RFA è di distruggere il tumore insieme ad un margine di parenchima sano

peri-lesionale di 5-10 mm, al fine di distruggere possibili focolai di malattia microscopica.

10

La procedura di termoablazione con radiofrequenze viene eseguita introducendo l’ago per via

percutanea fino alla lesione da trattare ed alla sua successiva connessione al generatore di RF

ed al circuito di raffreddamento. Una singola ablazione richiede 8-20 minuti (le dosi di

energia ed i tempi di applicazione vengono impostati sulla base delle dimensioni della lesione

e delle modificazioni dell’impedenza tessutale, che se troppo elevata produce quei fenomeni

di carbonizzazione che impediscono la diffusione del calore e l’estensione della necrosi).

Termoablazione con Microonde (MWA):

Introduzione e tecnica:

Sviluppata in Giappone nei primi anni ’80, allo scopo di favorire l’emostasi durante gli

interventi di resezione epatica, la coagulazione con microonde è stata successivamente

utilizzata per il trattamento delle neoplasie, e rappresenta ora una valida alternativa alla RFA,

di cui mostra i medesimi benefici, ma minori svantaggi (6,33).

La tecnologia ablativa con microonde è relativamente nuova, applicabile a differenti tipologie

e localizzazioni di neoplasie quali: fegato (34–36), polmone (37), rene (38,39) e più raramente

ossa, pancreas (40) e ghiandole surrenali (33).

Nello spettro elettromagnetico, le microonde si collocano tra i raggi infrarossi e le onde radio,

con frequenze comprese tra i 900 e i 2450 MHz (33), corrispondenti a lunghezze d'onda tra 1

m e 1 mm (Figura 3).

Figura 3: spettro delle radiazioni elettromagnetiche.

11

Nelle molecole o negli atomi dei tessuti biologici vi è un asimmetria nella distribuzione di

cariche elettriche negative e positive, che porta alla formazione di dipoli elettrici, i quali

tendono a mantenere l’allineamento con un eventuale campo elettrico applicato dall’esterno.

Tali dipoli, in presenza di un campo alternato, ruotano

di continuo. Ciò crea una sorta di attrito che determina

la conversione di una parte dell’energia cinetica

molecolare in calore: tale fenomeno va sotto il nome

di riscaldamento dielettrico (Figura 4).

Le oscillazioni, e quindi il calore indotto dalle microonde, permettono di ottenere una necrosi

termocoagulativa proporzionale all’intensità e alla frequenza delle onde stesse, che rispetto

alle radiofrequenze mostrano un migliore profilo convettivo grazie al quale è possibile

ottenere necrosi più uniformi (6,33,41,42). Inoltre, le microonde inducono una grande zona di

surriscaldamento attivo attorno all’antenna (3.5 cm di diametro massimo) (6,33).

Per lesioni di dimensioni maggiori è stato proposto il posizionamento di antenne multiple

all’interno della lesione, in tal modo è possibile l’ablazione di lesioni oltre i 6 cm di diametro

(6,33).

Come per la termoablazione con radiofrequenze, anche l’ablazione con microonde può essere

eseguita mediante diversi approcci: percutaneo, laparoscopico o laparotomico (43).

La via percutanea rappresenta la modalità d’elezione, invece, le altre modalità sono riservate a

lesioni non raggiungibili per via percutanea o ai casi in cui il paziente debba essere trattato

chirurgicamente per altre patologie addominali nel corso del medesimo intervento (6,33).

L’approccio percutaneo viene generalmente attuato in anestesia locale o sedazione, mentre gli

interventi in laparoscopia e a cielo aperto richiedono un’anestesia generale.

Figura 4: Simon C. et al: Microwave

ablation: Priciples and applications,

2005.

12

La strumentazione necessaria è costituita da tre elementi fondamentali:

1- Generatore di microonde,

2- Sistema di distribuzione (cavo),

3- Applicatore, singolo o multiplo (antenna).

I generatori di microonde sono in grado di produrre una potenza massima di 100W ad una

frequenza di 2450 MHz e possono utilizzare due diverse fonti di energia:

 Un magnetron, in grado di generare energia accelerando elettroni attraverso un campo

elettromagnetico all’interno di una cavità di risonanza; la geometria della cavità

determina la frequenza della radiazione prodotta. I magnetron si caratterizzano per una

discreta efficienza, elevata potenza (>10 kW) e affidabilità e bassi costi.

 Un amplificatore dello stato solido, che tramite un diverso meccanismo d’azione,

genera una potenza graduale; sono solitamente meno efficienti, producono potenze

inferiori (< 150 W) e hanno costi più elevati. Tuttavia, a differenza dei magnetron,

sono di piccole dimensioni, maneggevoli e più facilmente controllabili (44).

L’energia prodotta dal generatore deve poi essere veicolata fino all’antenna; tale compito è

affidato ad un cavo coassiale, che tuttavia presenta grossi limiti legati alla scarsa capacità di

veicolare energia alle frequenze delle microonde: infatti riducendo le dimensioni del cavo

anche la capacità di trasportare potenza diminuisce drasticamente e ciò limita la possibilità di

utilizzare cavi sottili e flessibili.

Come applicatori si possono utilizzare antenne singole (14,5 Gauge, con sezione radiante di

3,7 cm) o multiple (tutte connesse al medesimo generatore), grazie alla simultanea attivazione

di diversi applicatori, si è in grado di produrre aree di necrosi più estese ed uniformi

preferenzialmente per il trattamento di lesioni ampie). Un potenziale svantaggio dell’uso di

più antenne risiede nel fatto che il volume ablato tende ad avere una configurazione non

sferica (34). Studi effettuati su animali hanno dimostrato che il posizionamento degli

13

applicatori a una distanza <3 cm consente di ottenere zone di ablazione più confluenti e

tendenti alla sfericità, dunque più efficaci (45).

Diversamente dagli elettrodi utilizzati nelle ablazioni con radiofrequenze, gli applicatori di

microonde non necessitano di ulteriori elettrodi o di piastre di scarico.

Per descrivere le performance di un antenna si valutano due parametri:

1- Il tasso di assorbimento specifico, chiamato anche pattern di riscaldamento, è

responsabile della forma dell’area riscaldata. Teoricamente dovrebbe avere forma

perfettamente sferica, ma la maggior parte delle antenne genera configurazioni

ellissoidali o a goccia.

La forma varia a seconda della geometria dell’antenna, spesso aumentando la dimensione, e

quindi l’invasività, è possibile migliorare il pattern di riscaldamento e accrescere le

dimensioni della zona ablata (34), aspetto da tenere in considerazione in particolare nelle

procedure non percutanee, in cui può essere giustificata una maggiore invasività.

2- Il coefficiente di riflessione, che è inversamente proporzionale alla capacità di

trasferire energia ai tessuti.

Esistono altri fattori in grado di cambiare la forma dell’aria di ablazione, non strettamente

dipendenti dalle caratteristiche strutturali dell’antenna. In particolare i cambiamenti delle

proprietà dei tessuti che si verificano durante la procedura tendono a modificare l’impedenza

e dunque la capacità delle onde elettromagnetiche di propagarsi nei tessuti stessi. A causa di

questo si verifica una variazione della performance di un’antenna dall’inizio alla fine di

un’ablazione.

Infine, per aumentare la capacità di trasferire energia e prevenire l’eccessivo surriscaldamento

delle strutture d’alimentazione ed ustioni dei tessuti intorno al segmento prossimale

dell’antenna sono state ideate antenne raffreddate internamente, perfuse in continuo con

soluzione fisiologica a temperature ambiente ad una velocità di 60ml/min.

14

L’approccio percutaneo può essere eseguito con imaging differente (US, Fluoro-TC) in base

alla sede della lesione e alla preferenza dell’operatore (6,33).

La procedura di posizionamento eco-guidato dell’antenna può essere facilitato dall’utilizzo di

C-arm Cone-beam TC, nuovo strumento angiografico utile per confermare la corretta

posizione dell’antenna all’interno della massa neoplastica (33).

Durante la procedura, il controllo US dimostra un’area iperecogena attorno alla punta

dell’elettrodo che rappresenta la necrosi coagulativa in via di formazione mentre l’utilizzo di

Contrast Enhanced US, può risultare utile nell’osservazione di lesioni ipervascolarizzate al

fine di confermare la completa ablazione (6). Successivamente il paziente viene trasferito in

osservazione presso la recovery-room radiologica.

Molteplici sono i vantaggi offerti dalla tecnologia delle microonde: volumi di necrosi

cellulare più ampi, riduzione dei tempi di procedura, maggiori temperature raggiunte nella

lesione target, possibilità di utilizzare antenne multiple simultaneamente, efficacia su lesioni

in prossimità di strutture vascolari >3 mm di diametro con riduzione dell’heat-sink effect,

minore doloreintra-procedurale (42,46). Quest’ultimo aspetto è legato al fatto che, al

contrario dell’RFA, con l’utilizzo di microonde non si verifica passaggio di corrente elettrica

attraverso il corpo del paziente (6); per cui tale tecnica può essere proposta anche in regime di

day-ospital (6). Inoltre l’ablazione con microonde non richiede il posizionamento di

grounding pads (6), abbattendo il rischio di ustioni.

Applicazioni cliniche:

Come già accennato, l’ablazione con microonde è stata applicata a tumori di fegato, rene,

ghiandole surrenali, polmone e ossa. Le indicazioni cliniche sono le medesime riportate per le

altre terapie ablative, in particolare il trattamento di pazienti non candidati alla chirurgia.

L’obiettivo terapeutico può essere curativo o palliativo.

15

È stato osservato che l’insorgenza di complicanze è strettamente correlata alle dimensioni

della lesione tumorale: maggiore è il diametro del tumore maggiori sono le possibilità che si

sviluppino delle complicanze (33).

Vantaggi e svantaggi: confronto con la radiofrequenza:

Il trattamento mediante radiofrequenze è attualmente la modalità di termoablazione più

diffusa, tuttavia l’utilizzo delle microonde sta andando incontro ad una diffusione sempre

maggiore. Entrambe le modalità si sono rivelate sicure, efficaci e semplici da utilizzare,

tuttavia l’ablazione con microonde presenta alcuni vantaggi rispetto a quella con

radiofrequenze:

- Le microonde garantiscono un’efficienza di riscaldamento nettamente superiore,

grazie alla capacità di propagarsi attraverso il tessuto e di agire direttamente su tutto il

volume raggiunto dalla radiazione, con ritardi di propagazione del tutto trascurabili.

Situazione molto differente da quella delle correnti RF, che scaldano direttamente

(per effetto Joule) soltanto la zona di tessuto strettamente adiacente all’elettrodo

attivo e la propagazione del calore verso le regioni contigue avviene in modo più

lento, in virtù della conduzione termica intra-tissutale.

Tale maggiore velocità di riscaldamento comporta, da un lato, la riduzione della durata del

trattamento termoablativo (meno della metà rispetto alle RF) (28), dall’altro, si riduce

consistentemente l’effetto di drenaggio di calore (heat sinking) dovuto al transito di fluidi

corporei, che nella RF rende difficile l’ottenimento di una necrosi coagulativa completa e

omogenea in prossimità di grandi vasi sanguigni. Considerando la ricca vascolarizzazione di

alcuni organi, è molto frequente che una neoplasia possa trovarsi in prossimità di un grosso

vaso, con la conseguente perdita di efficacia del trattamento e aumento del rischio di recidiva.

16

Le microonde, quindi, sono di prima scelta nel trattamento di lesioni localizzate vicino ai vasi

di grosso calibro (> 3 mm) e/o con un diametro superiore a 3 mm (47).

- Contrariamente alle radiofrequenze, che s’incanalano in preferenza lungo percorsi a

bassa resistenza elettrica, le microonde possono propagarsi anche attraverso il vuoto

oppure attraverso materiali isolanti, ciò porta ad una distribuzione omogenea del

calore, quindi ad una maggiore uniformità della necrosi, che non risulta intaccata

dalla marcata variabilità locale nella resistività dei tessuti (28). Le microonde sono

assai meno sensibili alla dissipazione di calore, riuscendo a penetrare in profondità

anche in tessuti a bassa conduttività come polmone e ossa (28).

Un altro fenomeno, che interessa la conduttività dei tessuti, si verifica durante l’ablazione con

radiofrequenze, quando il riscaldamento della lesione supera temperature di 100°C e

determina evaporazione dell’acqua e carbonizzazione, che causano un aumento

dell’impedenza a ridosso della zona di necrosi, costituendo un ostacolo alla propagazione

delle correnti elettriche con conseguente riduzione della produzione di calore (Figura 2) (28).

Nell’ablazione con microonde, nonostante la temperatura resti costantemente >100°C è

garantita la necrosi coagulativa del tessuto neoplastico nell’intero volume di ablazione.

- Mentre nell’ablazione con RF è necessaria una piastra di dispersione applicata al

paziente, che va a chiudere il circuito, nell’ablazione con microonde non vi è alcun

circuito elettrico. Infatti, l’applicatore è un’antenna, che non richiede altri dispositivi

e che opera in modo localizzato (Figura 5). Ciò tutela gli organi situati a distanza

dalla zona candidata al trattamento ablativo (28) e rende conto dell’annullamento del

rischio di ustione cutanea da mal aderenza dei grounding pads (6), dell’innocuità del

trattamento in presenza di pacemaker o altri dispositivi a rischio d’interferenza

elettromagnetica e del minore dolore post-ablazione dovuto alla ridotta stimolazione a

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largo raggio delle terminazioni nervose del paziente, che non è più soggetto a correnti

elettriche.

Figura 5: confronto schema MWA a sinistra e RFA a destra.

- Nell’RFA è praticamente impossibile l’impiego simultaneo di più applicatori, perché

le correnti tenderebbero a chiudersi tra coppie di elettrodi vicini anziché fluire da

ciascun elettrodo verso le piastre di dispersione. Ciò non accade con gli applicatori a

microonde, che possono essere utilizzati in contemporanea per ablare volumi tissutali

di notevoli dimensioni o per il trattamento di lesioni multifocali senza allungamento

dei tempi dell’intervento.

Il vantaggio clinico della termoablazione con microonde consiste nel fatto che è un

trattamento mini invasivo da proporre a pazienti con malattia neoplastica giudicata

inoperabile in base allo stadio avanzato, alla presenza di comorbilità, all’età avanzata e in

pazienti che rifiutano l’intervento chirurgico.

La riduzione della degenza ospedaliera ed il basso rischio di complicanze, rendono questa

procedura relativamente ben accetta dal paziente (33).

Infine, potendo perseguire un intento citoriduttivo assume grande importanza nel trattamento

palliativo di neoplasie in stadio avanzato (37).

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Elettroporazione irreversibile:

L’elettroporazione irreversibile è una tecnica ablativa di recente introduzione, in grado di

causare morte cellulare immediata o ritardata, generata da un danno permanente della

membrana plasmatica delle cellule esposte a campi elettrici pulsati (50µs – 90µs), ad elevato

potenziale (1000 – 3000 V) e alta intensità (20 A – 50 A) (2).

Questi potenti campi elettrici pulsati generano una massiva mobilitazione ionica, che eccede

la fisiologica capacità di trasporto delle membrane plasmatiche. Questo causa una perdita

irreversibile dell’omeostasi cellulare.

L’elettroporazione genera, per effetto Joule, una quantità di calore estremamente inferiore alle

tecniche termoablative, quindi la morte cellulare giunge per un danno fisico alla membrana e

non per l’effetto destruente del calore. Questa tecnica sembra non risentire dell’effetto

termodispersivo del flusso ematico tissutale e, cosa ancor più importante, generando poco

calore non denatura le proteine della matrice extracellulare come il collagene.

Il fatto che non intacchi l’architettura dell’interstizio fa in modo che piccoli vasi ematici e

duttuli biliari non subiscano le sovversioni strutturali che caratterizzano il danno tipico delle

tecniche termoablative.

Per i motivi sopra esposti, l’elettroporazione, sembra una tecnica promettente in particolare

nel trattamento di tumori epatici a localizzazione ilare o centrale, nei quali il trattamento

termoablativo è gravato da un elevata probabilità di lesioni stenotiche.

Alcuni studi clinici hanno già dimostrato la sicurezza dell’opzione terapeutica nel caso di

tumori epatici inoperabili a localizzazione ilare (48).

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Ablazione con ultrasuoni:

Ad oggi, esistono due metodi (49,50) per l’applicazione degli ultrasuoni come fonte di energia

per l’ablazione:

1. Extracorporea o transcutanea (51), che non richiede il posizionamento di un

applicatore all’interno della lesione. È comunemente nota come high intensity focused

ultrasound (HIFU) in quanto più fasci di ultrasuoni convergenti in un medesimo punto

(‘focused’) vanno a determinare l’area di ablazione.

2. Diretta o interstiziale, per applicazioni percutanee o transcavitarie (52). In questo caso,

tramite l’utilizzo di appositi applicatori di energia ad ultrasuoni, l’energia viene

rilasciata direttamente all’interno della lesione.

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NEOPLASIE EPATICHE

Le neoplasie epatiche primitive e secondarie hanno una rilevante importanza per l’incidenza

elevata, le difficoltà di trattamento e la prognosi infausta nelle forme più avanzate.

I tumori maligni primitivi del fegato comprendono l'epatocarcinoma, che è la neoplasia di

gran lunga più frequente, il colangiocarcinoma e l'angiosarcoma. Queste rappresentano, a

livello mondiale, una delle maggiori cause di morte per tumore. Nell'ambito delle lesioni

focali epatiche non bisogna dimenticare i noduli neoplastici secondari a malattia metastatica

primitiva da altri organi.

Il fegato, per la sua elevata vascolarizzazione e per la sua funzione “filtro”, è frequente sede

di metastasi, soprattutto a partenza da neoplasie del tratto gastroenterico, poiché il sangue

refluo da tali organi vi arriva attraverso il sistema venoso portale.

Carcinoma epatocellulare

Introduzione

Il carcinoma epatocellulare (HCC) è la più comune neoplasia primitiva maligna del fegato ed

è la terza causa di morte per cancro nel mondo, la sopravvivenza a 5 anni dei pazienti affetti

da HCC è minore del 12%. La malattia extraepatica è presente al momento della diagnosi il

più del 15% dei casi ed i siti più frequentemente coinvolti, in ordine di frequenza, sono:

polmone, linfonodi intra-addominali, ossa e ghiandole surrenali.

I fattori che influenzano la prognosi e che determinano la scelta del trattamento sono

rappresentati dal numero e dimensione dei noduli, dall'invasione portale, dalla presenza o

meno di cirrosi e dal grado di deterioramento della funzione epatica.

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Stadiazione

Al fine di scegliere il trattamento più adeguato per ogni paziente è necessaria un’accurata

stadiazione della neoplasia. Lo scopo della stadiazione è quello di suddividere i pazienti in

gruppi distinti e omogenei, così da individuare la strategia terapeutica più appropriata,

definire una stima della prognosi e fornire un valido strumento per valutare i risultati del

trattamento. A differenza della maggior parte delle altre neoplasie, per le quali i sistemi di

stadiazione sono ben codificati ed universalmente accettati, nell’HCC i sistemi proposti non

sono condivisi da tutti.

Al momento non esiste consenso unanime su quale sistema sia migliore per predire la

sopravvivenza dei pazienti. Una delle ragioni che rende difficoltosa la stadiazione dell’HCC è

che, nella quasi totalità dei casi, questa neoplasia insorge in pazienti affetti da cirrosi epatica;

pertanto, la stadiazione non può non tenere conto della severità della patologia sottostante, che

il più delle volte è l’elemento condizionante la prognosi.

Secondo l’EASL (European Association for the Study of the Liver) (53), un’appropriata

stadiazione dell’HCC dovrebbe tener conto di quattro aspetti fondamentali: le caratteristiche

del tumore, la funzione epatica, le condizioni generali del paziente e le prospettive

terapeutiche per ciascun individuo.

Il primo sistema di classificazione dell’HCC fu proposto da Okuda (Tab. 1) nel 1985 e

considera: le dimensioni tumorali, l’ascite, i livelli sierici di albumina e l’ittero, come misura

della gravita della cirrosi (54). In questo sistema non sono inclusi importanti parametri come

l’unifocalità o la multifocalità del tumore, l’invasione vascolare e la presenza di localizzazioni

extraepatiche, così da non distinguere adeguatamente l’HCC in stadio iniziale da quello

avanzato.

La classificazione più largamente utilizzata per la valutazione della sola compromissione

epatica è la classificazione di Child-Pugh (Tab. 2), il cui principale difetto è la scarsa capacità

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