SEZIONE DI RADIOTERAPIA

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RADIOTERAPIA QUALE NOVITA? E. BARBIERI

• SEZIONE DI RADIOTERAPIA L. GALVANI
• DIPARTIMENTO CLINICO DI SCIENZE RADIOLOGICHE E
  ISTOPATOLOGICHE
• UNIVERSITA DI BOLOGNA
• Direttore Prof. LUCIO BABINI

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Radioterapia

• La Radioterapia (RT) è una disciplina medica
  specialistica, il cui obiettivo principale è la
  terapia loco-regionale dei tumori e/o dei sintomi
  ad essi correlati
• Al momento della diagnosi circa il 70 dei
  Pazienti non ha evidenza di metastasi a distanza
  e viene quindi trattato con modalità terapeutiche
  loco-regionali Chirurgia e/o Radioterapia

3
Radioterapia

• Si calcola che poco meno della metà di tutti i
  Pazienti affetti da neoplasia possa essere
  guarita
• Su 100 Pazienti 22 sono guariti dalla Chirurgia,
  18 dalla Radioterapia (da sola o in associazione,
  ma con ruolo primario), 5 dalla Chemioterapia
  (sola o in associazione)
• Ancora oggi 1/3 dei decessi in Pazienti
  neoplastici avviene per mancato controllo locale
  di malattia

4
Radioterapia

• Attualmente il 50 di tutti i Pazienti affetti
  da neoplasia maligna viene trattato con
  Radioterapia o come parte integrante del
  trattamento primario oppure in relazione a
  recidive, o in fase palliativa
• Si prevede che la RT avrà in futuro un ruolo
  sempre più importante, in relazione
  allincremento di trattamenti adiuvanti (es.
  prevenzione delle recidive nel ca. della mammella
  e del retto) e in alternativa alla Chirurgia
  demolitiva (es. sarcomi, neoplasie ORL, ca.
  canale anale)

5
Radioterapia

• ATTUALI ASSOCIAZIONI TERAPEUTICHE

Radioterapia RT Chirurgia RT
Chemioterapia RT Chirurgia
Chemioterapia
? ? ? ?
36,2 37,2 13,1 13,5
6
Radioterapia

• FINALITA DEL TRATTAMENTO

RADICALE ADIUVANTE PALLIATIVA
? ? ?
41 24 35
7
Radioterapia radicale

• Lobiettivo è ottenere leradicazione del tumore
  a tal fine richiede lutilizzo di tutti i sussidi
  tecnici disponibili per una adeguata
  personalizzazione del trattamento radiante
• Nella scelta della RT in alternativa a Chirurgia
  o Chemioterapia, a parità di indicazioni e
  risultati, prevarranno considerazioni di natura
  funzionale, estetica, psicologica

8
Radioterapia adiuvante

• Consiste nellirradiazione, con intento di
  radicalità, di territori potenzialmente sedi di
  malattia residua (es. mammella dopo intervento
  conservativo, stazioni linfonodali di drenaggio
  nei tumori solidi, milza e stazioni linfatiche
  sedi occulte di linfoma)
• Trattamento NEO-adiuvante prevede
  lirradiazione, a scopo cito-riduttivo, di
  neoplasie non resecabili in prima istanza o la
  cui resezione, per essere radicale, comporterebbe
  gravi menomazioni per il Pz (es. sarcomi,
  neoplasie retto basso)

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Radioterapia palliativa

• Consiste nellirradiazione di metastasi ossee, di
  voluminose masse neoplastiche che causano
  sindromi compressive
• Pur non avendo intento di radicalità, consente un
  approccio sintomatico e funzionale che consente
  al Paziente una migliore qualità di vita

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Radioterapia

• Qualunque sia la finalità della Radioterapia, la
  scelta del trattamento e la prescrizione della
  dose sono sempre condizionate dalla dose di
  tolleranza dei tessuti sani circostanti la
  neoplasia

Dose tolleranza tessuti sani
INDICE TERAPEUTICO
Dose letale al tumore

• Il tumore risulterà tanto più radiocurabile
  quanto più lindice terapeutico sarà maggiore di 1

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Radioterapia

• ENERGIE E METODICHE ATTUALMENTE UTILIZZATE

Radioterapia transcutanea
Fotoni (basso LET)
X Acceleratore lineare 4 - 25 MV ? 60Co
Leptoni (basso LET)
Elettroni Acceleratore lineare
Curieterapia
Interstiziale 192Ir
Metabolica 131I
Endocavitaria 137Cs
12
Radioterapia

• ATTUALI PROCEDURE OPERATIVE (1)

• Definizione delle caratteristiche della neoplasia
  e della sua estensione (anamnesi, EO, revisione
  dati diagnostici)
• Definizione degli obiettivi del trattamento
• Simulazione e definizione dei volumi (GTV, CTV,
  organi a rischio)

13
Radioterapia
ATTUALI PROCEDURE OPERATIVE (2)

• Piano di trattamento (PTV) selezione,
  ottimizzazione e prescrizione della dose
• Trattamento set-up iniziale, ripetibilità
• Verifiche in corso di trattamento
• Analisi dei risultati, follow-up

14
Radioterapia

• SIMULAZIONE

• Il simulatore è un apparecchio a raggi X
  costruito in modo tale da riprodurre i campi di
  irradiazione, adatto appunto a simulare gli
  stessi campi di radiazione che verranno poi
  utilizzati nel trattamento radioterapico

• In alcune situazioni la simulazione è preceduta
  dalla TC di centratura. Sulle scansioni TC viene
  disegnato il volume bersaglio ed eventualmente
  gli organi critici
• Il Fisico sanitario su tali sezioni elabora con
  un sistema computerizzato il PTV in 2D che viene
  poi verificato in simulazione

15
Radioterapia

• SIMULAZIONE

• Posizionamento del Pz ? posizione stabile e
  ripetibile (eventuali sistemi di immobilizzazione
  personalizzata)
• Localizzazione dellasse centrale del fascio
• Impostazione di campi di trattamento
  esclusivamente quadrati o rettangolari (eventuali
  schermature personalizzate)

16
Radioterapia

• PROSPETTIVE (1)

• TERAPIA OTTIMALE ? PERSONALIZZAZIONE
• La possibilità di ottimizzare il trattamento
  radiante può essere conseguita con strutture e
  supporti in grado di erogare il massimo della
  dose al tessuto neoplastico con il minimo danno
  possibile ai tessuti sani

17
Radioterapia

• PROSPETTIVE (2)

• TREATMENT PLANNING 3D, CONFORMAZIONALE
• UTILIZZO PARTICELLE AD ALTO LET ADRONI
  (protoni, neutroni, ioni)
• CURIETERAPIA AD ALTO RATEO DI DOSE
• STEREOTASSI
• IORT

18
Radioterapia

• PROSPETTIVE (3)

ASSICURAZIONE DI QUALITA Complesso degli atti
programmati e sistematici necessari a dare
adeguata certezza che un prodotto o un servizio
soddisfino determinati requisiti di qualità. Essa
è rivolta ad assicurare che i risultati in ultimo
ottenuti corrispondano agli scopi enunciati e che
gli standard predefiniti vengano
rispettati CONTROLLO DI QUALITA Procedure
atte ad individuare errori random e sistematici
che altrimenti non sarebbero rilevati
19
Radioterapia

• 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE

• Il treatment planning 3D è basato sulla
  ricostruzione tridimensionale del piano di
  trattamento
• In questo modo si valuta landamento delle
  isodosi su ogni sezione della regione
  interessata, mentre con i sistemi attuali
  landamento delle isodosi è calcolato solo su
  uno o più piani

• Su ogni sezione TC devono essere delineati tutti
  i tessuti ed organi e su questi deve risultare
  ben identificabile il volume bersaglio
• La ricostruzione in 3D permette di attuare
  trattamenti conformati estremamente
  personalizzati

20
Radioterapia

• 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE procedure (1)

• Acquisizione dellinformazione diagnostica
  mediante scansioni TC (e/o RM) con valutazione
  dellanatomia 3D del volume bersaglio e degli
  organi critici a rischio.
• In ogni singola slice viene visualizzato il
  perimetro delle strutture critiche e del target
• Affinchè i dati anatomici possano essere
  adeguatamente utilizzati sono fondamentali un
  corretto posizionamento e l immobilizzazione del
  Paziente, in modo che possa poi essere riprodotto
  nella fase di terapia

21
Radioterapia

• 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE procedure (2)

• Trasferimento dei dati al Treatment Planning
  definizione del PTV, secondo le raccomandazioni
  dellICRU 50 determinazione degli istogrammi
  dose-volume (fondamentali per la comparazione di
  piani di trattamento rivali).
• Simulazione virtuale scelta del tipo di
  radiazione e della tecnica (determinazione delle
  direzioni di incidenza dei fasci esterni, di
  eventuali blocchi di conformazione e collimatori
  multi-leaf) con ricostruzioni Beams Eye View
  (BEV)
• Calcolo della distribuzione della dose seguita da
  una sua visualizzazione 3D e dal confronto con
  eventuali geometrie di irradiazione alternative

22
Radioterapia

• 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE procedure (3)

• Ricostruzione digitale dei radiogrammi
• Posizionamento del Paziente e verifica geometrica
  e dosimetrica della tecnica di irradiazione
  prescelta
• Valutazione del Paziente in corso di
  trattamento
• portal imaging verifica dei rapporti di
  posizione fra Pz e fascio e tra linsieme
  Pz/fascio ed i modificatori del fascio
• portal localization film serve a rilevare i
  movimenti del Pz durante il trattamento

23
Radioterapia

• 3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE procedure (4)

• Per quanto riguarda la simulazione virtuale una
  delle opzioni più rilevanti è costituita dal
  Beams Eye View che consente la visualizzazione
  dellanatomia del Paziente così come vista dalla
  sorgente di radiazione
• Tale vista è essenziale per disegnare blocchi di
  conformazione e configurare i collimatori
  multilamellari, strumenti necessari per modellare
  individualmente la forma del campo, permettendo
  così il risparmio dei tessuti normali adiacenti
  al tumore

24
Radioterapia
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE PROSTATA
Hanks, 1996 375 Pz. T1 - T3
Dose ? 73 Gy 92 88
Dose ? 73 Gy 75 70
DFS 2 aa OS
25
Radioterapia
3D e TERAPIA CONFORMAZIONALE PROSTATA
RT standard 119 Pz.
RT conformazionale 138 Pz.
COMPLICANZE
(Perez, 1997)
G2 G3 16 (12)
1 4 1
G2 G3 4 (3)
2
Proctite Ostruzione intestinale Cistite Restrin
gimento uretrale
26
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (1)

• Consente di allestire campi di trattamento di
  forma irregolare attraverso il movimento
  computerizzato di multiple lamelle di Tungsteno
  schermanti il fascio fotonico
• Può essere utilizzato per sostituire le
  schermature tradizionali permettendo la terapia
  conformazionale statica oppure può essere usato
  per la RT dinamica

27
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (2)

• Attualmente i collimatori multilamellari
  presentano un elevato n di lamelle (20 - 40
  coppie) di piccole dimensioni (4 mm - 1,5 cm)
  ognuna dotata di motore proprio controllato dal
  computer
• Questi collimatori possono essere una componente
  tecnica integrata nella testata dellacceleratore
  lineare o un accessorio aggiuntivo

28
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (3)

• La forma del campo di irradiazione ottenuta
  sullimmagine del simulatore TC viene digitata
  sul computer, dotato di apposito programma che
  propone automaticamente la più opportuna
  distribuzione delle lamelle intorno al contorno
  di ogni campo di trattamento
• La distribuzione lamellare proposta, se ritenuta
  adeguata, viene trasferita alla consolle
  dellacceleratore lineare i motori delle singole
  lamelle del collimatore potranno così creare la
  forma irregolare per singolo campo di Radioterapia

29
Radioterapia
COLLIMATORE MULTILAMELLARE (4)

• Vantaggi
• Evita i tempi lunghi e i rischi di preparazione
  delle schermature tradizionali in lega basso
  fondente
• Evita il rischio di posizionamento errato della
  schermatura
• Facilita la velocità di esecuzione del
  trattamento
• Svantaggi
• Elevato costo di acquisto e manutenzione
• Trasmissione di dose attraverso le lamelle e alla
  giunzione completa delle lamelle, problematiche
  dosimetriche (es. penombra del fascio)
• Difficile utilizzazione per alcune tecniche (es.
  mantellina nei linfomi)

30
Radioterapia
FASCI DI FOTONI MODULATI (1)

• La tecnica dellirradiazione con intensità
  modulata è basata sulluso di collimatori che
  hanno lo scopo di erogare dosi variabili su
  volumi irregolari
• In pratica il campo di trattamento viene
  suddiviso in 4 campi più piccoli che vengono
  alternativamente aperti e chiusi tramite il
  collimatore
• Lintensità del fascio e la conformazione del
  campo sono quindi controllati da questo
  speciale collimatore, che è formato da 40
  segmenti di Tungsteno divergenti, dello spessore
  di 8 mm

31
Radioterapia
FASCI DI FOTONI MODULATI (2)

• Quando la testata ruota attorno al Paziente i
  campi vengono accesi e spenti tramite i movimenti
  dei segmenti di Tungsteno per un tempo variabile,
  in modo da modulare lintensità della dose
• Questo consente combinazioni variabili fra dose
  totale e dose volume, tali da ottimizzare e
  personalizzare maggiormente il trattamento
  radiante

32
Radioterapia
ADROTERAPIA (1)

• Viene così definita una moderna tecnica
  radioterapica che utilizza le radiazioni prodotte
  da tutte le particelle non elementari fatte di
  quark, dette adroni
• I protoni, i neutroni e gli ioni sono gli adroni
  più noti
• Lutilizzo delluna o dellaltra particella
  dipende, oltre che dal tipo di tumore, dalla
  distribuzione di dose richiesta nel tessuto
  tumorale

33
Radioterapia
ADROTERAPIA (2)

• Protoni e ioni essendo particelle pesanti ed
  elettricamente cariche, una volta penetrate nella
  materia rallentano e poi cedono tutta la loro
  energia solo alla fine del percorso con un picco
  di dose alto e stretto (picco di Bragg) che,
  opportunamente modulato e allargato, può essere
  indirizzato con precisione millimetrica su un
  qualsiasi bersaglio precedentemente individuato

34
Radioterapia
ADROTERAPIA (3)

• Neutroni sono particelle neutre la
  distribuzione della dose, a differenza di protoni
  e ioni, è continua a partire da qualche cm di
  profondità e decresce quasi esponenzialmente,
  come quella dei raggi X. Tuttavia hanno efficacia
  biologica relativa quasi sempre maggiore dei
  raggi X
• In pratica le cellule hanno una minore
  capacità di riparare le lesioni prodotte dai
  neutroni rispetto a quelle prodotte dai raggi X,
  rendendo i primi particolarmente adatti per il
  trattamento dei tumori radioresistenti

35
Radioterapia
ADROTERAPIA (4)

• La Protonterapia può essere utilizzata
• In neoplasie oculari (es. melanomi uveali) o
  della base cranica
• Cordomi e condrosarcomi della base cranica e
  della colonna vertebrale
• Come sovradosaggio in tumori pelvici, addominali,
  toracici o del distretto cervico-cefalico

36
Radioterapia
ADROTERAPIA (5)

• La terapia con neutroni può essere utilizzata
• Nelle neoplasie con una elevata concentrazione di
  cellule ipossiche, causa principale del fenomeno
  della radioresistenza ai raggi X (es. carcinoma
  delle ghiandole salivari e dei seni paranasali)
• Adenoarcinoma prostatico

37
Radioterapia
ADROTERAPIA (6)

• La terapia con fasci di ioni (elio, neon) trova
  le stesse indicazioni della terapia con neutroni,
  rispetto ai quali ha una maggiore efficacia
  biologica relativa è quindi indicata nelle
  situazioni cliniche di radioresistenza legata
  allipossia.
• Viene impiegata nelle neoplasie oculari o della
  base cranica esperienze più limitate riguardano
  sarcomi ossei e dei tessuti molli, carcinomi
  delle vie biliari e della prostata

38
Radioterapia
ADROTERAPIA (7)

• L adroterapia richiede acceleratori di
  particelle più grandi e potenti di quelli oggi
  usati negli Ospedali per la Radioterapia
  convenzionale.
• Si tratta di acceleratori per lo più
  circolari, detti ciclotroni e sincrotroni
• In Italia ha preso lavvio la realizzazione di
  un Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica
  (CNAO), la cui costruzione verrà completata
  verosimilmente nel 2003

39
Radioterapia
BRACHITERAPIA (1)

• La Brachiterapia (interstiziale, endocavitaria,
  endoluminale) è una tecnica chirurgica che
  permette di mettere direttamente a contatto
  neoplasia e sorgente radioattiva
• Ciò permette di irradiare in maniera selettiva e
  con dosi elevate i tessuti posti in prossimità
  delle sorgenti (tessuto tumorale), riducendo la
  dose alle strutture sane adiacenti

40
Radioterapia
BRACHITERAPIA (2)

• Attualmente è maggiormente utilizzata la
  Brachiterapia a basso rateo di dose
• Sorgenti di 192Ir o di 137Cs
• Trattamento della durata di alcuni giorni

• In questo modo lirradiazione avviene in maniera
  continua nellarco di alcuni giorni, pertanto
  durante il trattamento può avere luogo la
  riparazione del danno sub-letale.
• Ciò permette di aumentare la tolleranza dei
  tessuti sani senza compromettere lefficacia
  della terapia sul tessuto neoplastico nel quale
  prevale un danno di tipo immediatamente letale

41
Radioterapia
BRACHITERAPIA (3)

• Dagli anni 80 vengono utilizzate sempre più
  frequentemente anche apparecchiature per
  Brachiterapia ad alto rateo di dose (HDR), che
  permettono di somministrare dosi elevate in tempi
  molto brevi (alcuni minuti) ? trattamento
  ambulatoriale o in regime di DH
• Le sorgenti sono mobili, ciò consente di
  ottimizzare la distribuzione di dose mediante
  variazione, determinata mediante calcolo
  computerizzato, del tempo di permanenza della
  sorgente in ciascuna posizione

42
Radioterapia
BRACHITERAPIA (4)

• La Brachiterapia ad alto rateo di dose viene
  impiegata di routine soprattutto nelle neoplasie
  ginecologiche
• Trova consensi anche per quello che riguarda il
  trattamento palliativo dei tumori siti in organi
  cavi (esofago, bronchi e vie biliari),
  Brachiterapia endoluminale in questo caso
  vengono impiegate sorgenti ad alta attività
  posizionate per via endoscopica

43
Radioterapia
BRACHITERAPIA (5)

• E verosimile che in futuro si parli di terapia
  conformazionale anche per quello che riguarda la
  Brachiterapia in pratica la definizione in tempo
  reale sia del volume della neoplasia (mediante
  US, TC) sia della posizione degli applicatori
  allo scopo di adattare la geometria dellimpianto
  e la distribuzione della dose allanatomia del
  Paziente

44
Radioterapia
STEREOTASSI (1)

• Con il termine di Radiochirurgia o Radioterapia
  stereotassica si definisce la tecnica che
  permette di somministrare unelevata dose di
  radiazioni, di solito in una singola seduta, ad
  un piccolo volume intracranico, con risparmio del
  tessuto cerebrale circostante
• La metodica deriva direttamente dalla
  Neurochirurgia stereotassica (dal greco
  stereotassi sistema solidale) dove, per
  raggiungere con estrema precisione larea
  interessata dalla malattia, veniva fissato al
  cranio del Paziente una struttura metallica che
  consentiva, mediante lidentificazione di reperi
  cerebrali, di individuare ed aggredire il
  bersaglio su coordinate cartesiane

45
Radioterapia
STEREOTASSI (2)

• In pratica nella Stereotassi il bisturi che
  veniva guidato nella struttura stereotassica è
  stato sostituito da numerosi piccoli fasci di
  radiazioni convergenti che vengono indirizzati
  verso il bersaglio
• Inizialmente è stata utilizzata per le
  malformazioni artero-venose, attualmente è
  impiegata anche nelle neoplasie benigne e maligne
  (dose 15-20 Gy)

46
Radioterapia
STEREOTASSI (3)

• A differenza della Radioterapia convenzionale,
  nella Stereotassi vengono irradiati volumi molto
  piccoli (30 mm) mentre sono numerose le porte
  dingresso dei fasci, distribuite sulla
  superficie del cranio, in modo da ridurre il
  volume di tessuto normale che riceve dosi elevate
  di radiazioni
• La procedura che consente la Radiochirurgia è
  estremamente delicata, infatti lirradiazione ad
  alte dosi di piccoli volumi con risparmio dei
  tessuti circostanti richiede una precisione
  millimetrica sia nellidentificazione radiologica
  (TC, RM) del bersaglio, sia nel trasferimento dei
  dati allapparecchio di terapia e nel
  posizionamento del Paziente

47
Radioterapia
STEREOTASSI (4)

• LINAC
• (FOTONI X 4 - 23 MV)
• Tecnica dinamica
• Costo minore
• Utilizzabile per altre tipologie di trattamento

• GAMMA UNITS
• (GAMMA KNYFE)
• Emisfera contenente 201 sorgenti di 60 Co del
  diametro di 1 mm
• Tecnica statica
• Costo elevato
• Apparecchio dedicato
• Limiti nelle dimensioni delle lesioni da trattare

48
Radioterapia
STEREOTASSI (5)

• La Radiochirurgia non è una alternativa alla
  Radioterapia convenzionale, ma eventualmente, il
  confronto deve essere fatto con la Chirurgia
• Il target ideale per la stereotassi sono lesioni
  singole (massimo 3) e di piccole dimensioni

• VANTAGGI TEORICI RISPETTO ALLA CHIRURGIA
• Minor traumatismo per il Paziente
• Possibilità di intervenire su lesioni
  inaccessibili alla Chirurgia
• Minori spese di ospedalizzazione

49
Radioterapia
INTRAOPERATORIA (1)

• E una tecnica che consente di erogare una
  singola dose elevata di elettroni in unarea
  chirurgicamente definita, con contemporanea
  protezione di una parte dei tessuti normali, sia
  mediante la loro dislocazione sia mediante
  schermature
• Lirradiazione durante lintervento chirurgico
  viene effettuata utilizzando limitatori o
  applicatori speciali, appositamente costruiti ,
  da applicare alla testata e fatti in modo da
  poter andare a contatto diretto con il volume
  di irradiazione

50
Radioterapia
INTRAOPERATORIA (2)

• La maggior parte dei Pazienti trattati finora è
  stata sottoposta al trattamento intraoperatorio
  come complemento ad una Radioterapia con fasci
  esterni
• La dose, erogata in singola frazione, varia da
  10 a 20 Gy
• Risultati incoraggianti sono stati ottenuti
  nelle neoplasie del pancreas, delle vie biliari,
  dello stomaco e del retto, ma i dati della
  letteratura non sono univoci

51
Radioterapia
INTRAOPERATORIA (3)

• Se da un lato la visione diretta del campo
  operatorio dovrebbe permettere di evitare errori
  nella definizione del volume di irradiazione, vi
  sono dei limiti allimpiego della metodica
• i tessuti normali sopportano bene dosi elevate
  di radiazioni erogate in dosi frazionate, ma la
  tolleranza a singole dosi elevate è molto
  inferiore
• non tutte le strutture possono essere
  effettivamente dislocate durante lirradiazione
  (es. grossi vasi, nervi periferici)
• nella maggior parte delle strutture sussistono
  difficoltà logistiche ed organizzative che
  possono rappresentare un ostacolo alla
  realizzazione della Radioterapia intraoperatoria

52
Radioterapia
CONCLUSIONI (1)

• Molto di più che in altre discipline,
  lattuazione di un trattamento radiante è
  strettamente dipendente dalla tecnologia

GLI ATTI MEDICI DI INDICAZIONE E PRESCRIZIONE
DEVONO ESSERE ADEGUATAMENTE SUPPORTATI DA
ATTREZZATURE IDONEE
53
Radioterapia
CONCLUSIONI (2)

• Il futuro della Radioterapia è inoltre
  verosimilmente legato alla sempre maggiore
  integrazione con altre metodiche terapeutiche
  Chirurgia e Chemioterapia
• Molte speranze sono riposte anche nella ricerca
  genica soprattutto se questa sarà veramente in
  grado di modificare la radiosensibilità delle
  neoplasie