Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo de

No. 27 • Volumen 9
Aspectos básicos de radiocirugía
intracraneal y protocolo de tratamiento
del Hospital San José
• Fis. María del Carmen Franco Cabrera1
• Dr. Enrique Caro Osorio2
• Dr. Francisco Alaniz Camino3
• Fis. David Espejo Villalobos4
• Fis. Christian Estrada Hernández5
• Dr. Rafael de la Garza Ramos6
• Dr. Luis Carlos de León Gracia7
• Fis. María del Sol Quintero Castelán8
Resumen
• Palabras clave
Radiocirugía, radioterapia, acelerador lineal, calidad,
seguridad del paciente.
La radiocirugía se refiere a la administración, en una
sola sesión, de una alta dosis de radiación sobre un
blanco específico, mediante un conjunto de dispositivos para la formación y control del haz de radiación
que permiten minimizar el daño a tejidos adyacentes.
Esta técnica tiene aproximadamente 50 años de haber
sido desarrollada, y ha venido ganando cada vez más
aceptación e incluyendo más indicaciones para su uso.
Luego de un cuidadoso proceso de especificación y
control de calidad, el Hospital San José inició en julio
de 2011 los tratamientos con esta tecnología para beneficio de pacientes con patologías que de otra forma
sería riesgoso y complicado tratar. En este trabajo se
presenta una revisión de las características técnicas de
los tratamientos de radiocirugía intracraneal y se describe el protocolo y políticas de calidad y seguridad de
estos procedimientos en el Hospital San José.
lizando un tubo de rayos-X de 280kV montado sobre
un arco de metal que se convirtió en el prototipo del
“marco estereotáctico de Leksell”; con este sistema se
trataron por primera vez con radiación casos de neuralgia del trigémino. Luego de experimentar con haces
de partículas y aceleradores lineales, Leksell y sus colaboradores construyeron en 1967 el primer Gamma
Knife (Gamma Unit 1) en Suecia, y comenzaron a radiar casos de dolor intratable y malformaciones arteriovenosas.2 Dos años más tarde se trató a un paciente con
neurinoma del acústico en el Instituto Karolinska con
el Gamma Knife.3 Los tratamientos se limitaban a esos
padecimientos porque, sin existir aún la tomografía
computarizada, la ubicación del blanco podía realizarse solo mediante imágenes de angiografía y politomografía. Paralelamente al Gamma Knife, a partir de
1950 se desarrollaron ciclotrones y otros aceleradores
de partículas (de protones y iones de helio) capaces de
enfocar un haz para el tratamiento de malformaciones
arteriovenosas y tumores de la pituitaria.4,5
Antecedentes históricos
La radiocirugía se transformó en una prometedora área
de desarrollo con el advenimiento de la tomografía
computarizada a mediados de la década de los setenta,
que abrió la posibilidad de localizar con exactitud tumores y otras lesiones de tejidos blandos.6 Buscando
reducir las dificultades que planteaban la instalación y
mantenimiento de un Gamma Knife y de aceleradores
de partículas, surgió la idea de adaptar aceleradores lineales, que eran ya los equipos más utilizados para tratamientos de radioterapia externa. Entre 1984 y 1985
se reportaron trabajos independientes de tratamientos
intracraneales de radiocirugía con aceleradores lineales modificados.7,8
El término “radiocirugía” fue concebido en 1951 por
el neurocirujano sueco Lars Leksell para describir cualquier método de enfoque de radiación en un blanco
intracraneal definido. Su meta era “la destrucción noinvasiva de lesiones intracraneales inaccesibles o inapropiadas para cirugía abierta”.1 Leksell comenzó uti-
Hoy en día, la radiocirugía intracraneal va más allá de
la idea original de tratar el dolor, y se aplica al tratamiento de malformaciones arteriovenosas, neoplasias,
algunos trastornos funcionales, como temblor esencial
e incluso algunos trastornos de comportamiento.9 Las
modalidades más representativas en cuanto a equi-
1, 3, 4, 5, 8 Departamento de Radioterapia, Hospital San José.
2, 6, 7 Servicio de Neurocirugía, Hospital San José.
8
Ciencias Clínicas
Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo
de tratamiento del Hospital San José
No. 27 • Volumen 9
pamiento son el Gamma Knife (que emplea radiación
gamma), aceleradores de partículas (que emplean partículas cargadas, más comúnmente protones) y aceleradores lineales (que producen haces de rayos-x). Estos
últimos pueden ser de propósito general con accesorios
que los adaptan para radiocirugía o diseñados específicamente para esta modalidad de tratamiento. En esta
última categoría están los aceleradores lineales robotizados para radiocirugía.10
¿Qué es la radiocirugía y cómo funciona?
La radiocirugía se refiere a la administración, en una
sola sesión, de altas dosis de radiación sobre un blanco específico, evitando al máximo lesionar los tejidos
adyacentes y las estructuras de riesgo. Esto se logra dirigiendo múltiples haces de radiación que penetran en
diferentes partes del cráneo y el encéfalo, y que finalmente se concentran en un blanco tridimensional. Leksell diseñó este término bajo dos premisas: 1) el paciente debe ser tratado en una sola sesión, como cuando se
hace en el quirófano, y 2) la precisión de la delineación
del blanco (tumor o lesión) y las estructuras de riesgo
requieren un profundo conocimiento anatómico, como
en la disección quirúrgica que se hace en cirugía.
A nivel celular, la radiocirugía tiene varios efectos, entre ellos la detención de la división celular por daño
al DNA, daño de las células endoteliales de los vasos
sanguíneos y consecuente oclusión de los mismos, o
la detención de la activación aberrante de neuronas
con actividad eléctrica anormal.11,1 Contrario a la radioterapia fraccionada, tradicionalmente utilizada en
oncología, la radiocirugía no depende de un índice
terapéutico, por lo que la destrucción de un blanco
definido depende más de la dosis utilizada que de la
radiosensibilidad del mismo.2
El médico radioterapeuta prescribe la dosis de radiación que debe recibir el volumen blanco para conseguir
el control tumoral, así como límites de dosis para los
órganos de riesgo comprometidos en el plan de tratamiento. Estos límites se establecen a partir de los datos
conocidos de tolerancia de dosis para órganos específicos. Por ejemplo, el tejido cerebral sano tolera dosis de
hasta 8Gy; el nervio óptico, de 8Gy a 10Gy; y el tallo
cerebral, hasta 12.5Gy.12 La interacción del médico radioterapeuta con el neurocirujano y el físico médico
en la planificación del tratamiento es fundamental en
el proceso de conseguir una distribución óptima de la
dosis.
Descripción técnica del sistema de radiocirugía
intracraneal en el Hospital San José
En cualquier modalidad tecnológica, los conceptos
fundamentales para la radioterapia intracraneal estereotáxica son los siguientes: 1) La localización de la
lesión o blanco mediante un sistema de coordenadas
tridimensional de alta precisión; 2) la entrega de una
dosis alta de radiación en sesión única (radiocirugía) o
en un régimen hipofraccionado (llamado también radioterapia estereotáxica fraccionada), y 3) una distribución de dosis concentrada en el blanco y con mínima
irradiación a tejidos adyacentes.
El sistema de radiocirugía del Hospital San José se basa
en un acelerador lineal de 6MV para radioterapia externa general, que cuenta con accesorios y sistemas de
control que se usan específicamente para dar los tratamientos de radiocirugía y radioterapia estereotáxica
fraccionada. El accesorio principal es un microcolimador de 40 pares de láminas cuyo espesor en el isocentro
es de 2.5 mm. Cada lámina tiene un movimiento independiente con una precisión de 0.5 mm, que modifica
la forma del haz de tratamiento para hacerlo concordar
con la forma de la lesión. Mediante una combinación
de haces no-coplanares a diferentes ángulos alrededor
de un solo isocentro (ubicado en el blanco de tratamiento) se logra conseguir distribuciones de dosis uniformes y bien conformadas a la lesión acorde con las
exigencias de la radiocirugía.10
Para la localización estereotáxica se requiere una referencia completamente fija que ubica con precisión la
lesión a tratar y los órganos de riesgo a proteger. Para
ello, el neurocirujano fija con tornillos un marco de
aluminio al cráneo del paciente y se realiza un estudio
de tomografía que se envía al sistema computacional
de planificación (o planificador) del tratamiento. Este
sistema identifica el marco y otros marcadores fiduciales y genera un sistema de coordenadas tridimensional
que permite reconocer la posición exacta de las estructuras (órganos y blanco de tratamiento) con respecto al
marco estereotáctico, tanto en la simulación computacional 3D del tratamiento, como en la entrega de los
haces de radiación.
La simulación del tratamiento en el planificador requiere: 1) un modelo virtual del haz de radiación, y 2) un
modelo virtual del paciente a tratar. El modelo computacional del haz y de las funciones mecánicas del
acelerador lineal se construyen a partir de un conjunto
de mediciones que realizan los físicos una sola vez, antes de la instalación del sistema, en las que se recopila
Ciencias Clínicas
9
Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo
de tratamiento del Hospital San José
No. 27 • Volumen 9
la información necesaria para caracterizar de manera
detallada y precisa el comportamiento del haz cuando
interacciona con un medio de agua. El planificador utiliza esos datos para generar las funciones matemáticas
y herramientas de visualización que permiten calcular
y visualizar la administración de los haces de radiación al paciente virtual, y la distribución de la dosis
de radiación en este. El físico médico realiza pruebas
exhaustivas durante la instalación del sistema hasta que
el modelo del haz coincide satisfactoriamente con su
comportamiento físico a la salida del acelerador lineal.
Una vez creado, el modelo del haz es puesto a prueba
periódicamente para verificar su constancia como parte de los procedimientos de garantía de calidad.
mentación y reporte, revisión periódica de los procesos
y procedimientos, actualización de las guías clínicas,
evaluación de las necesidades y mejora continua de la
calidad”. En respuesta a esta bien reconocida necesidad
se integró el Comité de Radiocirugía del Hospital San
José para establecer, vigilar y retroalimentar políticas y
procesos que coadyuven a la seguridad y calidad de los
tratamientos de radiocirugía. El Comité está integrado
por médicos radioterapeutas, neurocirujanos y radiólogos, físicos médicos, técnicos y enfermeras del Departamento de Radioterapia, todos con entrenamiento y
conocimiento de la técnica y sus indicaciones.
Para crear el modelo computacional del paciente que
se va a tratar, el equipo de neurocirujanos, radiólogos
y radioterapeutas delinean los órganos de riesgo y el
blanco de tratamiento en cada corte de la tomografía
computarizada del paciente fusionada con los estudios
de imagen en los que mejor se visualicen la lesión y
las estructuras anatómicas a proteger (resonancia magnética, PET, angiografía, según el caso). A partir de esa
información, el planificador reconstruye los volúmenes
tridimensionales de las estructuras del “paciente virtual” y sobre estos, los físicos simulan la administración
de los haces de radiación hasta conseguir la distribución de dosis y la cantidad total indicada por el médico
radioterapeuta para el tratamiento.
La primera tarea del Comité fue el establecimiento de
guías clínicas y las pruebas de aceptación al sistema de
tratamientos de radiocirugía (desde el planificador hasta
el acelerador lineal). Estas pruebas culminaron con la
aprobación de una auditoría de calidad realizada por
el MD Anderson Dosimetry Laboratory (MD Anderson
Cancer Center, Houston, TX), que consistió en la irradiación de un maniquí antropomórfico que contiene un
“blanco de tratamiento” con dosímetros. El maniquí se
sometió al proceso completo de tratamiento y el Laboratorio de Dosimetría del MD Anderson evaluó la exactitud de la localización del blanco, la exactitud de la
dosis entregada, la coincidencia de la distribución de
dosis planificada con la entregada y la coincidencia del
volumen irradiado con el de la planificación computacional. Todos los criterios fueron aprobados.
Calidad y seguridad en los tratamientos
de radiocirugía
Protocolo de tratamientos de radiocirugía
en el Hospital San José
El margen de error para la entrega de un tratamiento de
radiocirugía es mucho más estrecho que en la radioterapia fraccionada convencional porque la dosis de radiación es muy alta y se administra en una sola sesión.
Un pequeño error en la localización del blanco puede
resultar en una subdosificación que compromete seriamente el control tumoral o en la sobredosis a órganos
adyacentes sanos que pueden incrementar significativamente el riesgo de complicaciones.13 Esta situación
obliga a la implementación de procesos sistemáticos y
prospectivos que incluyan:14 “un ambiente de trabajo
multidisciplinario con una cultura que fomente la comunicación clara; planificación cuidadosa y análisis de
los riesgos con una visión integral cuando se introducen
nuevas técnicas y tecnologías; un análisis exhaustivo
del recurso humano, entrenamiento completo a todo
el personal involucrado que incluya capacitación en
administración de la calidad y seguridad, desarrollo de
procesos de garantía de calidad que abarquen desde
los aspectos administrativos hasta los de la tecnología;
desarrollo de listas de verificación, procesos de docu-
Los pacientes candidatos son presentados en la sesión
clínica del Comité de Radiocirugía para analizar la pertinencia, riesgos, beneficios y aprobar o recomendar un
procedimiento diferente. Cuando el Comité aprueba la
radiocirugía se pone en marcha el protocolo pre-tratamiento que consta de los siguientes pasos:
10
Ciencias Clínicas
1. En la sesión del Comité se definen los estudios de
imagen más apropiados para la determinación del
volumen blanco y órganos de riesgo. Los estudios de
imagen se programan cuando menos cuatro días antes
de la fecha de tratamiento. Después de sus estudios, el
paciente recibe las indicaciones generales para el día de
su tratamiento.
2. El médico radiólogo, el neurocirujano y el radioterapeuta delinean las “estructuras” (órganos de riesgo y
volumen blanco) en la estación de trabajo del sistema
de planificación de radiocirugía (iPlan Image – BrainLAB) y se genera así el “paciente virtual”.
Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo
de tratamiento del Hospital San José
No. 27 • Volumen 9
3. El médico radioterapeuta le indica al físico la prescripción de la dosis al blanco y los límites de dosis para
los órganos de riesgo.
4. Los físicos realizan pruebas de control de calidad al
acelerador lineal y sistemas complementarios para la
radiocirugía, así como ensayos del plan de tratamiento.
En el día de tratamiento se siguen los siguientes pasos
para la atención al paciente:
1. El neurocirujano coloca el marco estereotáxico con
anestesia local en los sitios de penetración de los tornillos fijadores.
2. Se realiza la “tomografía de localización” que sirve
para establecer el sistema de coordenadas de referencia para el plan de tratamiento. Esta tomografía se fusiona con los estudios de imagen previos, incluyendo
las estructuras que los médicos definieron. Al término
del estudio el paciente se traslada a su habitación para
descansar y tomar alimentos.
3. Los físicos realizan las pruebas de control de calidad
para verificar el correcto funcionamiento del acelerador y la localización exacta del isocentro de rotación
del sistema que integran el acelerador, la mesa de tratamiento y el microcolimador.
4. Los físicos simulan el plan de tratamiento en el sistema computacional iPlan Dose, combinando haces fijos
y/o arcos hasta conseguir una distribución de dosis óptima en el volumen blanco que satisface la prescripción
y los límites de dosis a los órganos de riesgo. El plan
de tratamiento es revisado y aprobado por el médico
radioterapeuta y el neurocirujano.
5. El paciente es trasladado al cuarto de tratamiento y
colocado sobre la mesa del acelerador lineal fijando
el marco estereotáctico a su soporte. Ver Figura 1. A
continuación, mediante un cuidadoso proceso en el
que intervienen técnicos y físicos, se realizan los desplazamientos de la mesa y del soporte del marco que
colocarán el blanco de tratamiento en el isocentro del
sistema.
6. Se procede a la irradiación de cada campo de tratamiento de acuerdo al plan. Algunos de los campos
(previamente definidos por los físicos) son verificados
mediante su proyección de luz sobre una plantilla generada por el sistema de planificación, lo que permite
corroborar la exactitud de la posición del paciente antes de la irradiación. Ver Figura 2.
7. Al finalizar el tratamiento, el neurocirujano retira el
marco del paciente y este es trasladado a su habitación
para ser dado de alta al día siguiente, dándole indicaciones para su seguimiento clínico y radiológico.
Figura 1. Posición del paciente para un tratamiento de radiocirugía
Ciencias Clínicas
11
Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo
de tratamiento del Hospital San José
No. 27 • Volumen 9
Figura 2. Proyección de luz sobre una plantilla para comprobar la coincidencia de la forma del campo de tratamiento
del planificador y el campo de tratamiento real
Conclusiones
La radiocirugía intracraneal es una importante opción
de tratamiento mínimamente invasivo, basado en más
de 50 años de experiencia que incluyen los aspectos
clínicos y el desarrollo tecnológico. Para maximizar
sus beneficios y minimizar sus riesgos, es fundamental realizar un esfuerzo multidisciplinario organizado y
sistemático que vigile cada paso del tratamiento, desde
la decisión de realizarlo hasta el seguimiento del resultado terapéutico, y con énfasis en la supervisión y
control humano de la alta tecnología.
Referencias bibliográficas
1. Leksell L. The stereotaxic method and radiosurgery of the
brain. Acta Chir Scand 1951;102:316-319.
2. Leksell L. Cerebral radiosurgery: Gammathalanotomy in two
cases of intractable pain. Acta Chir Scan 1968; 102:763-765.
3. Leksell L. A note on the treatment of acoustic tumours. Acta
Chir Scand 1971; 137: 763-765.
4. Kirn T. Proton Radiotherapy: some perspectives. JAMA 1988;
259:787-788.
5. Skarsgard LD. Radiobiology with heavy charged particles: a
historical review. Phys Med 1988; 14(Suppl 1): 1-19.
6. Schulder M., Patil V. The History of Stereotctic Radiosurgery.
En: Principles and Practice of Stereotactic Radiosurgery. Chin L,
Regine W. (Eds.) Springer, New York 2008; pp. 3-7.
7. Betti O., Derechinsky V. Hyperselective encephalic irradiation with a linear accelerator. Acta Neurochir 1984; Supl 33,
pp. 385-390.
12
Ciencias Clínicas
8. Colombo F., Benedetti A., Pozza F. et al. External stereotactic
irradiation by linear accelerator. Neurosurgery 1985; 16:154160.
9. Kondziolka D, Lunsford LD, Flickinger JC. The application of
stereotactic radiosurgery to disorders of the brain. Neurosurgery
2008; 62:707-720.
10. Heller Ch., Yu Ch., Apuzzo M. Techniques of Stereotactic
Radiosurgery. En: Principles and Practice of Stereotactic Radiosurgery. Chin L, Regine W. (Eds.) Springer, New York 2008; pp.
25-30.
11. Chang SD, Shuster DL, Steinberg GK, Levy RP, Frankel
K. Stereotactic radiosurgery of arteriovenous malformations:
pathologic changes in resected tissue. Clin Neuropathol 1977;
16:111-116.
12. Mayo Ch., Martel M., Marks L., Flickinger J. Radiation doseVolume Effects of Optic Nerves and Chiasm. Int. J. Radiation
Oncology Biol. Phys 2010; 76: S28-S35
13. Solberg T., Medin P. Quality and safety in stereotactic radiosurgery and stereotactic radiation therapy: can more be done?
Jour. of Radiosurgery and SBRT 2010, 1: 13-19.
14. Solberg T., Balter J., Benedict S. et al. Quality and safety
considerations in stereotactic radiosurgery and stereotactic body
radiation therapy. Practical Radiation Oncology [Artículo en
proceso de impresión disponible en línea]
Noviembre de 2011. [Último acceso: 28 de Noviembre 2011].
Available at: http://practicalradonc.org
Correspondencia:
Fis. María del Carmen Franco Cabrera
Email: [email protected]