HyperSight-CBCT e Radiomica: La Nuova Frontiera nella Radioterapia Adattiva del Tumore Prostatico

Amici della scienza e della medicina, oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante, nel cuore pulsante dell’innovazione tecnologica applicata alla lotta contro il cancro, in particolare quello alla prostata. Parleremo di come immagini sempre più sofisticate e analisi dati super intelligenti stiano aprendo scenari incredibili per personalizzare le cure. Immaginate di poter “vedere” con una precisione mai raggiunta prima cosa succede dentro il corpo di un paziente, giorno dopo giorno, durante la radioterapia, e di poter adattare il trattamento quasi in tempo reale. Sembra fantascienza? Beh, tenetevi forte, perché è proprio quello che stiamo iniziando a fare!

Il protagonista di questa rivoluzione si chiama HyperSightTM-CBCT, una tecnologia di imaging che ci fornisce immagini di qualità diagnostica direttamente durante le sedute di radioterapia. E quando hai immagini così buone, puoi fare qualcosa di straordinario: la radiomica. Non spaventatevi per il termine! In parole povere, la radiomica è come dare una lente d’ingrandimento potentissima ai nostri computer per analizzare le immagini mediche, estraendo una marea di informazioni quantitative (le “features” radiomiche) che l’occhio umano da solo non coglierebbe. Queste features possono descrivere la forma, la tessitura, l’intensità dei pixel di un tumore o di un tessuto sano, trasformando un’immagine in una vera e propria “carta d’identità” digitale della zona analizzata.

Nel nostro studio, ci siamo concentrati proprio su questo: abbiamo voluto capire quanto fossero stabili queste features radiomiche derivate da immagini HyperSight-CBCT nel tempo, in pazienti con tumore alla prostata trattati con una tecnica super precisa chiamata radioterapia stereotassica corporea adattiva (adaptive SBRT). Perché la stabilità è cruciale? Perché se queste “firme digitali” cambiano in modo casuale da un giorno all’altro, non possiamo fidarci di loro per prendere decisioni cliniche. Ma se sono stabili, o se i loro cambiamenti seguono un pattern logico legato alla risposta al trattamento, allora sì che diventano dei potenziali biomarcatori potentissimi!

Cos’è questa Radioterapia Adattiva (aRT) e perché HyperSight-CBCT è una Svolta?

Prima di tuffarci nei dettagli, due parole sulla radioterapia adattiva (aRT). Pensatela come un sarto che aggiusta un vestito su misura giorno dopo giorno. La aRT fa proprio questo: adatta il piano di trattamento radioterapico all’anatomia del paziente che può cambiare quotidianamente. Questo è super importante, specialmente nella regione pelvica, dove organi come la vescica e il retto possono variare di volume, spostando la prostata. La SBRT, poi, è una forma di radioterapia che eroga dosi molto alte di radiazioni in poche frazioni, quindi la precisione è ancora più vitale.

Qui entra in gioco l’HyperSight-CBCT, disponibile su piattaforme come Ethos® e Halcyon. Questa tecnologia ci regala immagini Cone Beam CT (CBCT) di qualità talmente elevata da essere paragonabile a quelle diagnostiche. Questo non solo ci permette di fare una aRT più precisa, ma apre le porte all’analisi quantitativa, come la radiomica, che prima con le CBCT standard era un mezzo incubo a causa di artefatti e scarsa qualità dell’immagine.

La Radiomica: Quando le Immagini Iniziano a Parlare (e Bene!)

Mentre i parametri volumetrici (come le dimensioni di un tumore) sono già pane quotidiano in radiologia oncologica, la radiomica va molto oltre. Estrae decine, a volte centinaia, di caratteristiche matematiche che descrivono la morfologia e l’eterogeneità dei tessuti. È come passare da una descrizione generica di una persona (“alto, capelli scuri”) a un’analisi dettagliata del suo DNA. L’idea è che queste “firme” radiomiche possano aiutarci a capire meglio la risposta del tumore e le reazioni dei tessuti sani, andando oltre la semplice osservazione qualitativa dei cambiamenti visibili.

Fino a poco tempo fa, usare le CBCT di routine per la radiomica era problematico. Immagini rumorose, artefatti… insomma, un bel grattacapo per chi cerca dati quantitativi affidabili. Alcuni studi preliminari sull’uso della radiomica da CBCT standard nel cancro alla prostata hanno mostrato risultati promettenti per predire tossicità e risposta al trattamento, ma la strada per una standardizzazione era ancora lunga. Con HyperSight, però, la musica cambia!

Noi abbiamo quindi voluto indagare a fondo la stabilità longitudinale delle features radiomiche derivate da HyperSight-CBCT in pazienti con cancro alla prostata trattati con SBRT adattiva. Abbiamo arruolato 32 pazienti tra dicembre 2023 e luglio 2024, tutti trattati con l’acceleratore lineare Ethos®. Per ogni paziente, abbiamo analizzato le immagini HyperSight-CBCT acquisite prima di ognuna delle 5 frazioni di trattamento.

Il Nostro Studio: Mettere alla Prova la Stabilità della Radiomica con HyperSight

Il nostro lavoro si è diviso in due parti.

• Parte A: Robustezza pre-terapeutica. Prima di tutto, volevamo essere sicuri che le nostre misurazioni fossero solide, indipendentemente dagli effetti della dose. Su 10 pazienti, abbiamo verificato la robustezza delle features radiomiche della prostata analizzando due CBCT acquisite prima della prima frazione (test-retest), e facendo segmentare le immagini da uno stesso operatore più volte (intra-reader) e da due operatori diversi (inter-reader).
• Parte B: Stabilità longitudinale clinica. Qui abbiamo analizzato 160 scansioni HyperSight-CBCT dell’intera coorte di 32 pazienti, esaminando la prostata, le vescicole seminali, le teste e i colli femorali e il bulbo penieno. Per ogni struttura (Volume of Interest, VOI), abbiamo estratto 43 features radiomiche e ne abbiamo valutato la stabilità attraverso le 5 frazioni usando l’Intraclass Correlation Coefficient (ICC), un indice che ci dice quanto sono “d’accordo” le misurazioni ripetute. Un ICC alto (vicino a 1) significa alta stabilità.

Abbiamo escluso organi “ballerini” come retto e vescica dall’analisi principale perché il loro riempimento variabile avrebbe reso difficile interpretare la stabilità delle features. Le segmentazioni dei VOI sono state fatte semi-automaticamente con l’aiuto dell’intelligenza artificiale e poi riviste da un radioterapista oncologo esperto, proprio come avviene nella pratica clinica con il sistema Ethos®.

I Risultati: Cosa Abbiamo Scoperto?

E qui arrivano le scoperte interessanti!

• Robustezza pre-terapeutica da urlo: Le analisi intra-reader, inter-reader e test-retest sulla prostata hanno mostrato una robustezza molto alta (ICC mediano > 0.96!) delle features radiomiche prima dell’inizio del trattamento. Questo ci dice che HyperSight-CBCT fornisce dati di base affidabili.
• Stabilità longitudinale: una storia a due facce. Quando abbiamo guardato la stabilità attraverso le 5 frazioni:
  • Negli organi a rischio (femori, bulbo penieno), ben il 93.0% delle features ha mostrato una stabilità molto alta (ICC > 0.9). Praticamente dei campioni di costanza!
  • Nelle strutture bersaglio (prostata e vescicole seminali), “solo” il 67.4% delle features ha raggiunto questa stabilità molto alta. Una differenza significativa (p=0.00009129), che ci dice che il bersaglio è più “dinamico”.
• Le features di “tessitura” sono le più toste: Le features di secondo ordine (quelle che descrivono la tessitura, come GLCM, GLRLM) si sono dimostrate significativamente più stabili rispetto a quelle convenzionali (di primo ordine, come media, deviazione standard) e a quelle basate sulla forma (p=0.0433 e p=0.0252 rispettivamente).
• La prostata “sente” le frazioni: Il numero della frazione ha influenzato significativamente la variabilità delle features radiomiche della prostata (p=0.0135). In pratica, più frazioni venivano erogate (e quindi più dose accumulata), più le caratteristiche radiomiche della prostata tendevano a variare rispetto alla prima frazione. Questo non è stato osservato in modo così marcato negli altri organi. È un indizio importantissimo: la radiomica potrebbe davvero catturare i cambiamenti indotti dal trattamento nel tumore!

In generale, abbiamo osservato che le features relative alla forma e quelle convenzionali erano meno stabili, mentre alcune features di tessitura, come la “glcm_homogeneity”, erano delle rocce, mostrando altissima stabilità in quasi tutti i VOI.

Cosa Significa Tutto Questo per il Futuro?

Beh, per me è entusiasmante! Per la prima volta abbiamo analizzato in modo così completo la robustezza pre-terapeutica e la stabilità longitudinale delle features radiomiche basate su HyperSight-CBCT in pazienti con cancro alla prostata sottoposti a SBRT adattiva. Il fatto che la stabilità delle features radiomiche diminuisca significativamente nella struttura bersaglio (la prostata) con l’aumentare dell’esposizione alla dose, ma non negli altri organi studiati, è una scoperta chiave. Suggerisce che stiamo vedendo qualcosa di reale, un possibile riflesso della risposta tumorale.

La radiomica basata su immagini medicali sta diventando un punto focale della ricerca clinica, con il potenziale di rivoluzionare la medicina personalizzata. Finora, per il cancro alla prostata, molti studi si sono concentrati sulla risonanza magnetica (RM). Ma i nostri risultati, insieme ad altri, suggeriscono che anche l’imaging TC, e in particolare le CBCT di alta qualità come quelle HyperSight, possono fornire informazioni preziose. Pensate alla possibilità di monitorare la risposta al trattamento giorno per giorno, senza bisogno di RM aggiuntive!

Questo studio pone le basi per future ricerche. Potremmo usare queste features radiomiche per:

• Identificare precocemente la risposta al trattamento: Questo potrebbe permetterci di adattare ulteriormente le strategie terapeutiche, magari intensificando il trattamento nelle aree che non rispondono bene, un po’ come si sta cercando di fare con le escalation di dose guidate dalla RM.
• Monitorare i cambiamenti nei tessuti sani: Per capire meglio e prevenire la tossicità.
• Sviluppare “firme” TC della risposta del cancro prostatico: Questo potrebbe ridurre la dipendenza da esami RM più costosi e meno accessibili quotidianamente.

L’integrazione dell’imaging quantitativo frazionario HyperSight-CBCT nei flussi di lavoro clinici, specialmente se combinata con l’intelligenza artificiale per la predizione precoce della risposta e il monitoraggio della tossicità, potrebbe davvero migliorare l’efficacia delle nostre cure e la qualità della vita dei pazienti.

Limiti e Prospettive Future: La Scienza Non Si Ferma Mai

Certo, come ogni studio, anche il nostro ha dei limiti. È stato condotto in un singolo centro su 32 pazienti, quindi i risultati andranno validati. Abbiamo usato specifici preset della CBCT e un solo software per l’estrazione delle features. In futuro, sarà importante esplorare altri preset, altre regioni anatomiche, altri software e, magari, includere nell’analisi anche organi più “mobili” come la parete vescicale o rettale, che sono cruciali per la tossicità.

Nonostante ciò, siamo convinti che questo lavoro rappresenti un nuovo standard per l’imaging avanzato in radioterapia e offra una solida base per future ricerche. Le tendenze che abbiamo osservato ci aiuteranno a identificare biomarcatori radiologici nel contesto della radioterapia di alta precisione, spingendo ulteriormente lo sviluppo di strategie di trattamento personalizzate per i pazienti con tumore prostatico localizzato. La strada è tracciata, e io non vedo l’ora di percorrerla!

Fonte: Springer