Multi-institutional application of Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) to CyberKnife Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT)

Background A multidisciplinary and multi-institutional working group applied the Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) approach to assess the risks for patients undergoing Stereotactic Body Radiation Therapy (SBRT) treatments for lesions located in spine and liver in two CyberKnife\uae Centres. Methods The various sub-processes characterizing the SBRT treatment were identified to generate the process trees of both the treatment planning and delivery phases. This analysis drove to the identification and subsequent scoring of the potential failure modes, together with their causes and effects, using the risk probability number (RPN) scoring system. Novel solutions aimed to increase patient safety were accordingly considered. Results The process-tree characterising the SBRT treatment planning stage was composed with a total of 48 sub-processes. Similarly, 42 sub-processes were identified in the stage of delivery to liver tumours and 30 in the stage of delivery to spine lesions. All the sub-processes were judged to be potentially prone to one or more failure modes. Nineteen failures (i.e. 5 in treatment planning stage, 5 in the delivery to liver lesions and 9 in the delivery to spine lesions) were considered of high concern in view of the high RPN and/or severity index value. Conclusions The analysis of the potential failures, their causes and effects allowed to improve the safety strategies already adopted in the clinical practice with additional measures for optimizing quality management workflow and increasing patient safety

Analisi cromatografica di radiofarmaco marcato con beta emettitore (186g-Re) utilizzato per la terapia palliativa del dolore da metastasi ossee e sua biodistribuzione

Il pi\uf9 comume dolore di origine metastatica \ue8 rappresentato dal dolore osseo, laddove lo scheletro \ue8 il principale organo affetto da metastasi derivate da mieloma e carcinoma alla mammella, alla prostata, al polmone, alla tiroide e al rene. Tali metastasi, che si possono classificare in osteoblastiche, osteolitiche o miste a seconda della natura, compromettono pertanto in maniera grave la qualit\ue0 di vita del paziente. Il suo dolore \ue8 tradizionalmente trattato con terapia farmacologica (ormoni e chemioterapici somministrati per il tumore primario, antiinfiammatori non steroidei, oppiacei) e con fasci esterni di radiazioni ionizzanti. Tuttavia dal momento che i farmaci citati ad un certo punto diventano inutili o con eccessivi effetti collaterali e la radioterapia con fasci esterni rischia di compromettere anche tessuti sani e si rivela inefficace con le micrometastasi, rivestono un\u2019importante attualit\ue0 la palliazione con bisfosfonati o con la radioterapia metabolica con radionuclidi beta-emettitori coniugati con molecole aventi uno spiccato tropismo osseo. In particolare il 186gRe \ue8 chelato da gruppi bisfosfonato che si legano alla matrice inorganica dell\u2019osso e pu\uf2 esercitare la sua azione sulle terminazioni nervose periferiche; la concomitante emissione gamma consente anche un imaging diagnostico. Il presente studio ha avuto come obbiettivo l\u2019elaborazione di un modello biocinetico applicando la tecnica radiocromatografica dei controlli di qualit\ue0 sul radiofarmaco, eluito su supporto di carta Wahtman 1CHR con acetone, a campioni di siero prelevato ad intervalli prestabiliti. In questo modo \ue8 stata determinata la percentuale di complesso legato che, moltiplicata per l\u2019attivit\ue0 della corrispondente provetta di siero, ha consentito di monitorare nel sangue l\u2019attivit\ue0 del radiofarmaco indissociato che \ue8 il responsabile dell\u2019attivit\ue0 terapeutica. Le curve dell\u2019attivit\ue0 in funzione del tempo dei prelievi possono essere interpretate da un\u2019equazione triesponenziale che individua tre differenti compartimenti. Mentre il primo compartimento rappresenta la distribuzione del radiofarmaco nel torrente circolatorio, per gli altri si profilano due ipotesi. Il secondo compartimento potrebbe corrispondere alla fissazione della molecola al target e il terzo alla sua reimmissione in circolo per rimaneggiamento osseo. Oppure, dal momento che le metastasi ossee sono zone pi\uf9 riccamente vascolarizzate del circostante tessuto sano, il secondo compartimento potrebbe rappresentare l\u2019uptake pi\uf9 immediato al tessuto malato, mentre il legame all\u2019osso sano avverrebbe successivamente. Il renio tende facilmente ossidarsi ed \ue8 probabile che si dissoci dalla matrice ossea in questa forma, quindi non pi\uf9 coordinato al complesso chelante, mentre l\u2019attivit\ue0 riportarta in curva \ue8 relativa alla percentuale del radiofarmaco indissociato. Pertanto \ue8 pi\uf9 probabile che il secondo e il terzo compartimento rappresentino l\u2019uptake al tessuto malato e sano. Ci\uf2 potrebbe fornire utili indicazioni sulla distribuzione dell\u2019attivit\ue0 e sull\u2019elaborazione di una pi\uf9 corretta dosimetria al paziente

Radionuclidi emettitori beta utilizzati in radioterapia metabolica : studio della purezza radionuclidica di radiofarmaci marcati con lutezio-177

Negli anni pi\uf9 recenti, nel campo dell\u2019oncologia in medicina nucleare, \ue8 in costante sviluppo la radioterapia metabolica mediante radiofarmaci, in conseguenza del numero sempre maggiore di radionuclidi e composti marcati disponibili sul mercato. Tale tecnica radioterapica utilizza specie ioniche o molecole organiche marcate con radionuclidi emettitori di particelle a LET medio-alto (emettitori alfa, beta, emettitori d\u2019elettroni Auger), progettate per localizzarsi selettivamente nelle regioni interessate da tumore. Un sottoinsieme della radioterapia metabolica \ue8 la radioimmunoterapia che utilizza anticorpi monoclonali, frammenti di anticorpi, peptidi, frammenti di peptidi e proteine marcate con radionuclidi ad alta attivit\ue0 specifica (attivit\ue0 per massa di carrier isotopico). In questo lavoro, il radionuclide preso in considerazione \ue8 il Lu-177g che, grazie alle sue propriet\ue0 nucleari vantaggiose (tempo di dimezzamento=6.734 d, emissione beta 100%\uf02c Energia(\uf028beta max.)=489.3 keV ed Energia(gamma)=208.4 keV), trova diverse applicazioni mediche nella terapia del dolore dovuto a metastasi ossee e nella radioimmunoterpia. Questo radionuclide viene principalmente prodotto in reattore nucleare, che consente costi contenuti e quindi un\u2019elevata disponibilit\ue0. Il canale principale di produzione \ue8 attraverso la reazione di cattura neutronica Lu-176(n,gamma)Lu-177g,m. Il target inoltre non necessita d\u2019elevati gradi d\u2019arricchimento in Lu-176, poich\ue9 i valori della sezione d\u2019urto termica e dell\u2019integrale di risonanza epitermico sono piuttosto elevati e consentono di produrre quantit\ue0 sufficientemente alte d\u2019attivit\ue0 specifica. Con questo metodo di produzione, per\uf2, si ha la co-produzione dell\u2019impurezza radioisotopica a vita lunga Lu-177m (tempo di dimezzamento=160.4 d, emissione beta\uf020 78.3%, IT 21.7%, E(\uf028beta max.)=153.0 keV e circa 50 emissioni gamma inferiori a 470 keV). Esiste anche un secondo metodo di produzione che permette la produzione di Lu-177g in forma No Carrier Added - NCA, ad alta attivit\ue0 specifica. Si tratta della cattura neutronica indiretta a partire da un target di itterbio: Yb-176(n, gamma)Yb-177, che decade in\uf020Lu-177g. L\u2019Istituto Europeo di Oncologia ha fornito un campione di radiofarmaco marcato con lutezio, di cui si \ue8 valutata la purezza radionuclidica. Sono state effettuate misure sia di spettrometria gamma ad alta risoluzione mediante rivelatori HPGe sia tramite spettrometria beta utilizzando due diversi tipi di scintillatori liquidi, Beckman LS5000TD e Triathler della Hidex dotato di sistema di discriminazione alfa/beta \u2013PSA. Sia le misure di spettrometria gamma sia lo studio delle curve di decadimento hanno permesso di evidenziare la presenza dell\u2019impurezza a via lunga di Lu-177m, che conferma quindi che il principale metodo di produzione avviene in reattore attraverso la reazione Lu-176(n,gamma)Lu-177g,m. La presenza di impurezze a vita lunga comporta problemi di tipo radioprotezionistico per quanto riguarda lo stoccaggio e lo smaltimento del materiale contaminato presso i servizi di medicina nucleare, oltre che a problemi di tipo dosimetrico per i pazienti trattat

Determinazione della purezza radionuclidica di [153Sm]Sm-EDTP(QuadrametTM), d\u2019impiego nella terapia palliativa del dolore da metastasi ossee

I mielomi, i melanomi e i tumori primari alla mammella, alla prostata, alla tiroide, alla vescica, al polmone e al rene possono evolvere in metastasi scheletriche molto dolorose a causa del processo infiltrativo della neoplasia nella struttura ossea. Sebbene la disseminazione di tali metastasi non lasci spazio ad alcuna terapia che porti a guarigione, i progressi in campo oncologico hanno consentito di allungare l\u2019aspettativa di vita dei pazienti da qualche mese fino a qualche anno. Pertanto hanno sempre pi\uf9 acquisito importanza le terapie palliative che hanno lo scopo di migliorarne la qualit\ue0 di vita. Gli approcci tradizionali sono rappresentati da trattamento farmacologico con ormoni, chemioterapici, antiinfiammatori non steroidei e oppiacei, dalla radioterapia con fasci X, gamma ed elettroni esterni (Emi-Body o Whole-Body) e dall\u2019impiego di radionuclidi naturalmente affini per l\u2019osso come il 32P e lo 89Sr. Dal momento che i farmaci tradizionali presentano numerosi effetti collaterali (nausea, alopecia, ecc.) e la radioterapia esterna pu\uf2 interessare anche i tessuti sani, \ue8 stato notevole l\u2019interesse verso la terapia con radionuclidi. Tuttavia sia il 32P sia lo 89S hanno lunga emivita, sono mielotossici e non hanno emissione gamma utile per l\u2019imaging. Un radiofarmaco che si \ue8 imposto in questi ultimi anni \ue8 il [153Sm]Sm-EDTMP, dove il lantanide con un\u2019emivita di 46,27 ore e un\u2019emissione gamma a 103,18 keV \ue8 coniugato per la scarsa affinita ossea ad un sale bisfosfonato. Il presente studio ha voluto valutare la purezza radionuclidica del radiofarmaco con tecniche di spettrometria gamma con HPGe e spettrometria beta mediante scintillazione liquida. I controlli di qualit\ue0 con radiocromatografia su carta Wathman e miscela eluente acqua:metanolo:ammoniaca(25%) 4:2:0,2 hanno fornito informazioni sull\u2019inclusione di tali impurezze nel sale bisfosfonato. Sono stati identificati 152Eu, 154Eu, 155Eu, 156Eu e 153Gd, prodotti in fase di irraggiamento dal target di 152Sm puro o per contaminazione di quest\u2019ultimo con Eu e Gd naturali. Spettri beta eseguiti in succesione sulla porzione di striscia cromatografica in cui migra il sale bisfosfonato ha consentito di verificare che tali impurezze in virt\uf9 della loro affinit\ue0 chimica al Sm si legano al sale bisfosfonato. Ci\uf2 ha indotto a pensare che esse subiscano lo stesso destino metabolico del radiofarmaco per cui sono stati eseguiti a tempi sufficientemente lunghi spettri beta di campioni di urina di pazienti sottoposti alla radioterapia metabolica. Le analisi hanno confermato la presenza di tali impurezze anche nell\u2019escreto analogamente al 153Sm. I risultati ottenuti hanno consentito di individuare la presenza di impurezze, alcune a vita lunga, nella preparazione radiofarmaceutica che costituiscono un problema dosimetrico dal punto di vista dello smaltimento dei rifiuti (boccettino, siringhe, aghi) nei reparti di medicina nucleare. Ma soprattutto \ue8 rilevante il fatto che esse si possano fissare allo scheletro rappresentando una vera e propria sorgente di radiazioni soprattutto per quei pazienti che si sottopongono a trattamenti ripetuti. Resta da indagare se l\u2019arresto della progressione metastatica osservata in alcuni soggetti sia dovuta alla continua emissione di tale radiazione di fondo