Radiocirugía para dummies

Me gustaría aprovechar estas líneas para hacer un repaso sobre las ideas generales de la técnica de tratamiento radioterápico conocida como Radiocirugía. Pero, ¿qué es la Radiocirugía? La Radiocirugía es una técnica multidisciplinar de tratamiento de tumores cerebrales, malformaciones  arteria-venosas (MAV) y otros:  meningiomas, neurinomas, etc. mediante radiaciones ionizantes, administrando altas dosis de radiación en una única sesión de tratamiento inmovilizando al paciente mediante técnicas estereotácticas. El objetivo principal es concentrar altas dosis de radiación sobre el volumen de tratamiento y limitarla en los tejidos sanos circundantes. Esto exige una altísima precisión tanto dosimétrica como mecánica durante el tratamiento.

Empecemos por el principio. Todo comenzó allá por mitad del siglo XX, cuando un neurocirujano sueco que respondía al nombre de Lars Leksell se propuso tratar tumores cerebrales de tamaño reducido mediante rayos X usando técnicas de estereotaxia, muy extendidas ya en el campo de la neurocirugía. El primer equipo que utilizó para tratar pacientes fue una máquina de ortovoltaje. No cejó en su empeño y unos años más tarde, en 1970, este mismo neurocirujano del Hospital Karolinska de Estocolmo evolucionó su técnica de tratamiento desarrollando un casco semiesférico con 179 fuentes de cobalto que se anclaba a la cabeza del paciente. Este fue el nacimiento de la técnica de tratamiento radioterápico conocida como Radiocirugía.

El neurocirujano sueco Lars Leksell

Un tratamiento de Radiocirugía es un proceso complejo en el que intervienen un amplio número de especialistas cualificados y se ven implicados numerosos equipos y sistemas que a continuación trataré de repasar.

Empezaremos nuestro viaje hablando de las unidades de tratamiento, las cuales se han desarrollado mucho con el paso de los años. El equipo que ideó Lars Leksell fue evolucionando hacia un casco semiesférico que se podía enclavar a la cabeza del paciente, con 201 fuentes de cobalto focalizadas en un punto y que denominó Gammaknife. Las fuentes de cobalto estaban doblemente encapsuladas y en función de que fuentes abrían su blindaje, durante cuanto tiempo y con que casco colimador secundario (existían cascos con distinto diámetro de los conos de colimación para cada una de las fuentes), se podía concentrar la dosis absorbida deseada en el volumen de tratamiento. Este era un equipo específico para tratamientos de Radiocirugía, que debido a su excelente estabilidad energética y alta precisión mecánica permitían obtener unos magníficos resultados. Pero el hecho de utilizar un elevado número de fuentes de cobalto y que sólo se podía tratar un número muy limitado de pacientes lo convertía en un sistema muy costoso.

Con objeto de conseguir una mayor eficiencia económica, se adaptaron los aceleradores lineales de tratamiento convencional para poder realizar tratamientos de Radiocirugía. En un primer momento se utilizaron colimadores cilíndricos de diferentes diámetros (conocidos como conos) que se podían acoplar al cabezal del acelerador, adaptando la idea que ya se venía utilizando en el Gammaknife. Los tratamientos con conos, en general,  funcionan muy bien cuando el volumen de tratamiento tiene una forma cercana a una esfera. Sin embargo, cuando la lesión es más irregular el tratamiento se complica debido a la necesidad de utilizar varios isocentros y la dosis sobre el volumen es muy heterogénea, con zonas de máximos muy elevados. La solución para estos problemas fue el crear colimadores multilamina con un espesor de láminas menor a las utilizadas en tratamientos convencionales que se pudieran acoplar al cabezal del acelerador. Varias casas comerciales crearon los llamados micromúltilamina, con espesores de lámina proyectadas en el isocentro de 3 mm o inferiores. Este tipo de dispositivos facilita enormemente la conformación de la dosis en el volumen de tratamiento por muy irregular que sea este. Pero todo no iba a ser perfecto pues a este tipo de equipos les costaba cumplir las altas exigencias de precisión mecánicas exigidas en la Radiocirugía. Sin embargo, la evolución tecnológica de los aceleradores lineales con el paso de los años ha permitido conseguir precisiones mecánicas altísimas. Este tipo de equipos se han impuesto mayoritariamente en los últimos años por su mayor versatilidad, mayor eficiencia económica y mayor sencillez de tratamiento. En los últimos años también se han desarrollado equipos con brazos mecánicos con varios grados de libertad que reciben el nombre de CiberKnife. Conviene mencionar que los equipos más modernos de tratamiento vienen con colimadores multilámina de alta precisión incorporados y modos de energía sin filtro aplanador (conocidos como FFF) que permiten altísimas tasas de dosis, reduciendo considerablemente los tiempos de tratamiento.

El tratamiento de Radiocirugía se fundamenta en otro pilar muy importante que es la inmovilización del paciente. Esta inmovilización se lleva a cabo mediante un anillo enclavado al cráneo del paciente y esté anclado a la mesa de tratamiento.  Con este anillo y con la ayuda de un marco localizador se genera un espacio estereotáctico en el cráneo del paciente donde podemos localizar con gran precisión cualquier punto que deseemos. La rigidez de dicho anillo y la baja probabilidad de que éste se mueva en todo el proceso de tratamiento lo convierten en un sistema muy fiable de inmovilización. Sin embargo tiene el inconveniente de que es un método invasivo con el paciente y puede provocar efectos secundarios durante o después del tratamiento. En los últimos años se han incorporado al mercado sistemas de inmovilización no invasivos mediante máscaras termoplásticas y sistemas de imagen de alta resolución capaces de generar un espacio 3D sobre el paciente que consiguen una precisión tan elevada como los marcos invasivos, sin ser un método cruento con el paciente.

Anillo enclavado al paciente

Acelerador con conos

Otro pilar de máxima importancia en el proceso de tratamiento de la Radiocirugía es la localización y delimitación del tumor y de los órganos sanos circundantes. Para ello se utilizan distintas técnicas de imagen; tanto imágenes CT, como de resonancia magnética RM, como de PET o como angiografías. Con cada una de ellas se obtienen unas determinadas características, aunque ninguna de ellas por separado cumple con los requerimientos de resolución, diferenciación de estructuras a bajo contraste o relación señal-ruido que la Radiocirugía  demanda. Mediante la combinación de imágenes de CT con RM, de CT con PET o CT con angiografía se consigue que se pueda localizar y delimitar con precisión las distintas estructuras, además de  realizar los cálculos de dosis absorbida. Tan importante son las imágenes que podemos obtener en la actualidad, como la capacidad de los sistemas de planificación de trabajar con estas imágenes. Con los potentes equipos informáticos que se disponen en la actualidad como sistemas de planificación es posible adquirir los distintos tipos de imagen y realizar la fusión entre ellas para conseguir optimizar los resultados, pues se aprovechan las virtudes que cada una de ellas. La reconstrucción 3D que se consigue con estas imágenes también resulta fundamental a la hora de abordar el tratamiento. A su vez, con los paquetes de software que acompañan a los sistemas de planificación se han desarrollado herramientas muy potentes para el contorneo de estructuras, lo que permite conseguir una gran exactitud a la hora de delimitar el volumen de tratamiento y los órganos de riesgo cercanos a la lesión.

Hay que reseñar también la importancia, para realizar un buen tratamiento, de la estrategia elegida a la hora de diseñar los haces. Por lo general se utiliza una técnica de varios arcos dinámicos no coplanares, de entre 4 y 9, con un isocentro común situado en la lesión de tratamiento. Con esta disposición  se consigue concentrar una alta dosis absorbida en la lesión a tratar y a su vez distribuir la entrada de los haces sobre los distintos planos reduciendo la dosis absorbida en los tejidos sanos del cerebro. Debido a las altas dosis de tratamiento administradas en una única sesión y para proteger los tejidos sanos cercanos a la lesión, el tamaño de las lesiones está limitado. Sólo podremos tratar en sesión única lesiones que no excedan los 4 cm de diámetro. Aunque resulte paradójico, los algoritmos de cálculo utilizados por los sistemas de planificación para realizar los cálculos de dosis absorbida en tratamientos de Radiocirugía, en su mayor parte están basados en algoritmos sencillos tipo PencilBeam, pues los resultados obtenidos con otros algoritmos más sofisticados, como los basados en cálculos MC, no mejoran los resultados debido a la homogeneidad de tejidos del cerebro, y por el contrario alargan mucho los tiempos de cálculo.

La Radiocirugía requiere de una alta precisión en todos los pasos del tratamiento.  Esto exige desarrollar unos programas de control de calidad muy rigurosos que alcancen todos los elementos que intervienen en el tratamiento. Es necesario realizar controles periódicos a los equipos de imagen y su transferencia al sistema de planificación, la calidad de las fusiones de imágenes y de los cálculos de dosis absorbida que realiza el sistema de planificación. Pero es prioritario realizar controles periódicos de la calidad dosimétrica y de los elementos mecánicos (isocentro, movimientos del cabezal, movimientos de la mesa, etc.) del equipo de tratamiento. Dada la complejidad de este tipo de tratamientos, también es necesario realizar una serie de pruebas de control de calidad de aspectos mecánicos de cada tratamiento individual.

Conviene destacar que son tantos elementos que intervienen en este complejo proceso que se debe mantener un equilibrio entre la calidad y la precisión entre todos ellos si queremos dar un tratamiento adecuado. No podemos tener un gran equipo de tratamiento sí nuestros sistemas de adquisición de imagen no tiene el nivel de resolución y contraste necesario o nuestro sistema de planificación no es capaz de realizar una buena fusión de los distintos tipos de imagen, por ejemplo.

Quizá uno de los aspectos más apasionantes de este tipo de tratamientos, por lo menos desde el punto de vista de un Radiofísico como el que escribe estas líneas, es el poder trabajar con un amplio grupo de especialistas. Trabajar con un conjunto de Neurocirujanos, Radiólogos, Neuroradiologos Intervencionistas, Oncólogos Radioterápicos y Radiofísicos supone una gran motivación y un enriquecimiento profesional en la labor terapéutica que realizamos. La Radiocirugía también ha permitido dar a conocer fuera de los sótanos el trabajo que los Radiofísicos desempeñamos en un hospital, muchas veces invisible entre  muchos de nuestros compañeros especialistas.

Espero que estas líneas hayan permitido a los lectores hacerse una idea global de lo que supone todo el proceso de tratamiento de Radiocirugía.