La radiocirugía es una cirugía que utiliza radiación , [1] es decir, la destrucción de áreas seleccionadas de forma precisa de tejido utilizando radiación ionizante en lugar de la escisión con bisturí. Al igual que otras formas de radioterapia (también llamada radioterapia), se utiliza habitualmente para tratar el cáncer . La radiocirugía fue definida originalmente por el neurocirujano sueco Lars Leksell como "una única fracción de dosis alta de radiación, dirigida estereotácticamente a una región intracraneal de interés". [2]
En la radiocirugía estereotáctica ( SRS ), la palabra " estereotáctica " se refiere a un sistema de coordenadas tridimensional que permite la correlación precisa de un objetivo virtual visto en las imágenes diagnósticas del paciente con la posición real del objetivo en el paciente. La radiocirugía estereotáctica también puede denominarse radioterapia corporal estereotáctica (SBRT) o radioterapia ablativa estereotáctica (SABR) cuando se utiliza fuera del sistema nervioso central (SNC). [3]
La radiocirugía estereotáctica fue desarrollada por primera vez en 1949 por el neurocirujano sueco Lars Leksell para tratar pequeños objetivos en el cerebro que no eran susceptibles de cirugía convencional. El instrumento estereotáctico inicial que concibió utilizaba sondas y electrodos. [4] El primer intento de sustituir los electrodos con radiación se realizó a principios de los años cincuenta, con los rayos X. [5] El principio de este instrumento era alcanzar el objetivo intracraneal con estrechos haces de radiación desde múltiples direcciones . Las trayectorias del haz convergen en el volumen objetivo, administrando allí una dosis acumulativa letal de radiación, al tiempo que limitan la dosis al tejido sano adyacente. Diez años después se habían logrado avances significativos, debido en gran medida a la contribución de los físicos Kurt Liden y Börje Larsson. [6] En ese momento, los rayos X habían reemplazado a los rayos X con haces de protones estereotácticos. [7] El haz de partículas pesadas se presentó como un excelente reemplazo para el bisturí, pero el sincrociclotrón era demasiado torpe. Leksell procedió a desarrollar una herramienta práctica, compacta, precisa y sencilla que pudiera ser manejada por el propio cirujano. En 1968 esto dio como resultado el Gamma Knife, que se instaló en el Instituto Karolinska y que consistía en varias fuentes radiactivas de cobalto-60 colocadas en una especie de casco con canales centrales para la irradiación con rayos gamma. [8] Este prototipo fue diseñado para producir lesiones de radiación en forma de rendija para procedimientos neuroquirúrgicos funcionales para tratar el dolor, los trastornos del movimiento o los trastornos del comportamiento que no respondían al tratamiento convencional. El éxito de esta primera unidad condujo a la construcción de un segundo dispositivo, que contenía 179 fuentes de cobalto-60. Esta segunda unidad Gamma Knife fue diseñada para producir lesiones esféricas para tratar tumores cerebrales y malformaciones arteriovenosas intracraneales (MAV). [9] En la década de 1980 se instalaron unidades adicionales, todas con 201 fuentes de cobalto-60. [10]
En paralelo a estos desarrollos, se diseñó un enfoque similar para un acelerador lineal de partículas o Linac. La instalación del primer acelerador lineal clínico de 4 MeV comenzó en junio de 1952 en la Unidad de Investigación Radioterapéutica del Consejo de Investigación Médica (MRC) en el Hospital Hammersmith , Londres. [11] El sistema fue entregado para física y otras pruebas en febrero de 1953 y comenzó a tratar pacientes el 7 de septiembre de ese año. Mientras tanto, el trabajo en el Laboratorio de Microondas de Stanford condujo al desarrollo de un acelerador de 6 MeV, que se instaló en el Hospital Universitario de Stanford, California, en 1956. [12] Las unidades Linac se convirtieron rápidamente en dispositivos favoritos para la radioterapia fraccionada convencional , pero duraron hasta la década de 1980 antes de que la radiocirugía Linac dedicada se convirtiera en una realidad. En 1982, el neurocirujano español J. Barcia-Salorio comenzó a evaluar el papel de la radiocirugía de fotones generada con cobalto y luego basada en Linac para el tratamiento de las malformaciones arteriovenosas y la epilepsia . [13] En 1984, Betti y Derechinsky describieron un sistema radioquirúrgico basado en Linac. [14] Winston y Lutz avanzaron aún más en las tecnologías de prototipos radioquirúrgicos basados en Linac al incorporar un dispositivo de posicionamiento estereotáctico mejorado y un método para medir la precisión de varios componentes. [15] Utilizando un Linac modificado, el primer paciente en los Estados Unidos fue tratado en el Boston Brigham and Women's Hospital en febrero de 1986. [ cita requerida ]
Las mejoras tecnológicas en imágenes médicas y computación han llevado a una mayor adopción clínica de la radiocirugía estereotáctica y han ampliado su alcance en el siglo XXI. [16] [17] La precisión y exactitud de localización que están implícitas en la palabra "estereotáctica" siguen siendo de suma importancia para las intervenciones radioquirúrgicas y se mejoran significativamente a través de tecnologías de guía de imágenes como el localizador N [18] y el localizador Sturm-Pastyr [19] que se desarrollaron originalmente para la cirugía estereotáctica .
En el siglo XXI, el concepto original de radiocirugía se amplió para incluir tratamientos que comprenden hasta cinco fracciones , y la radiocirugía estereotáctica se ha redefinido como una disciplina neuroquirúrgica distinta que utiliza radiación ionizante generada externamente para inactivar o erradicar objetivos definidos, típicamente en la cabeza o la columna vertebral, sin la necesidad de una incisión quirúrgica. [20] Independientemente de las similitudes entre los conceptos de radiocirugía estereotáctica y radioterapia fraccionada, el mecanismo para lograr el tratamiento es sutilmente diferente, aunque se informa que ambas modalidades de tratamiento tienen resultados idénticos para ciertas indicaciones. [21] La radiocirugía estereotáctica tiene un mayor énfasis en la administración de dosis altas y precisas a áreas pequeñas, para destruir el tejido objetivo mientras se preserva el tejido normal adyacente. El mismo principio se sigue en la radioterapia convencional, aunque es más probable que se utilicen tasas de dosis más bajas distribuidas en áreas más grandes (por ejemplo, como en los tratamientos VMAT ). La radioterapia fraccionada depende más de la diferente radiosensibilidad del objetivo y el tejido normal circundante a la dosis total de radiación acumulada . [20] Históricamente, el campo de la radioterapia fraccionada evolucionó a partir del concepto original de radiocirugía estereotáctica tras el descubrimiento de los principios de la radiobiología : reparación, redistribución, repoblación y reoxigenación. [22] Hoy en día, ambas técnicas de tratamiento son complementarias, ya que los tumores que pueden ser resistentes a la radioterapia fraccionada pueden responder bien a la radiocirugía, y los tumores que son demasiado grandes o están demasiado cerca de órganos críticos para una radiocirugía segura pueden ser candidatos adecuados para la radioterapia fraccionada. [21]
En la actualidad, los programas de radiocirugía con Gamma Knife y Linac están disponibles comercialmente en todo el mundo. Si bien el Gamma Knife está dedicado a la radiocirugía, muchos Linacs están diseñados para la radioterapia fraccionada convencional y requieren tecnología y experiencia adicionales para convertirse en herramientas dedicadas a la radiocirugía. No existe una diferencia clara en la eficacia entre estos diferentes enfoques. [23] [24] Los principales fabricantes, Varian y Elekta, ofrecen Linacs dedicados a la radiocirugía, así como máquinas diseñadas para el tratamiento convencional con capacidades de radiocirugía. Sistemas diseñados para complementar los Linacs convencionales con tecnología de modelado de haz, planificación del tratamiento y herramientas de guía de imágenes para proporcionar. [25] Un ejemplo de un Linac dedicado a la radiocirugía es el CyberKnife , un Linac compacto montado en un brazo robótico que se mueve alrededor del paciente e irradia el tumor desde un gran conjunto de posiciones fijas, imitando así el concepto de Gamma Knife.
El principio fundamental de la radiocirugía es el de la ionización selectiva de los tejidos, mediante haces de radiación de alta energía. La ionización es la producción de iones y radicales libres que son perjudiciales para las células . Estos iones y radicales, que pueden formarse a partir del agua de la célula o de materiales biológicos, pueden producir daños irreparables en el ADN, las proteínas y los lípidos, dando lugar a la muerte de la célula. Así, la inactivación biológica se lleva a cabo en un volumen de tejido a tratar, con un efecto destructor preciso. La dosis de radiación se mide habitualmente en grays (un gray (Gy) es la absorción de un julio de energía por kilogramo de masa). Una unidad que intenta tener en cuenta tanto los diferentes órganos que se irradian como el tipo de radiación es el sievert , una unidad que describe tanto la cantidad de energía depositada como la eficacia biológica. [ cita requerida ]
Cuando se utiliza fuera del sistema nervioso central, puede denominarse radioterapia corporal estereotáctica (SBRT) o radioterapia ablativa estereotáctica (SABR). [3]
La radiocirugía es realizada por un equipo multidisciplinario de neurocirujanos , oncólogos radioterapeutas y físicos médicos que operan y mantienen instrumentos muy sofisticados, precisos y complejos, incluidos aceleradores lineales médicos, la unidad Gamma Knife y la unidad Cyberknife. La irradiación de alta precisión de objetivos dentro del cerebro y la columna vertebral se planifica utilizando información de imágenes médicas que se obtienen mediante tomografía computarizada , resonancia magnética y angiografía . [ cita requerida ]
La radiocirugía está indicada principalmente para el tratamiento de tumores, lesiones vasculares y trastornos funcionales. Con esta técnica se debe utilizar un criterio clínico significativo y se deben tener en cuenta el tipo de lesión, la patología si está disponible, el tamaño, la ubicación, la edad y la salud general del paciente. Las contraindicaciones generales para la radiocirugía incluyen un tamaño excesivamente grande de la lesión objetivo o lesiones demasiado numerosas para un tratamiento práctico. Los pacientes pueden ser tratados en un plazo de uno a cinco días como pacientes ambulatorios . En comparación, la estancia hospitalaria media para una craneotomía (neurocirugía convencional, que requiere la apertura del cráneo) es de unos 15 días. El resultado de la radiocirugía puede no ser evidente hasta meses después del tratamiento. Dado que la radiocirugía no elimina el tumor sino que lo inactiva biológicamente, la falta de crecimiento de la lesión normalmente se considera un éxito del tratamiento. Las indicaciones generales de la radiocirugía incluyen muchos tipos de tumores cerebrales, como neurinomas acústicos , germinomas , meningiomas , metástasis , neuralgia del trigémino, malformaciones arteriovenosas y tumores de la base del cráneo, entre otros.
La radiocirugía estereotáctica de la metástasis espinal es eficaz para controlar el dolor en hasta el 90% de los casos y asegura la estabilidad de los tumores en la evaluación por imágenes en el 95% de los casos, y es más eficaz para la metástasis espinal que afecta a uno o dos segmentos. Mientras tanto, la radioterapia convencional de haz externo es más adecuada para la afectación espinal múltiple. [26]
La radioterapia de reemplazo de esófago (SRS) se puede administrar sola o en combinación con otras terapias. Para las metástasis cerebrales, estas opciones de tratamiento incluyen radioterapia cerebral total (WBRT), cirugía y terapias sistémicas. Sin embargo, una revisión sistemática reciente no encontró diferencias en los efectos sobre la supervivencia general o las muertes debido a metástasis cerebrales al comparar el tratamiento con SRS solo con el tratamiento con SRS más WBRT o WBRT solo. [27]
La expansión de la radioterapia estereotáctica a otras lesiones está aumentando, e incluye el cáncer de hígado, cáncer de pulmón, cáncer de páncreas, etc. [ cita requerida ]
En diciembre de 2010, el New York Times informó que se habían producido sobredosis de radiación con el método de radiocirugía con acelerador lineal, debido en gran parte a las medidas de seguridad inadecuadas en los equipos adaptados para la radiocirugía estereotáctica. [28] En los EE. UU., la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) regula estos dispositivos, mientras que el Gamma Knife está regulado por la Comisión Reguladora Nuclear .
Esto es evidencia de que la inmunoterapia puede ser útil para el tratamiento de la necrosis por radiación después de la radioterapia estereotáctica. [29]
La selección del tipo de radiación y del dispositivo adecuados depende de muchos factores, entre ellos el tipo de lesión, el tamaño y la ubicación en relación con las estructuras críticas. Los datos sugieren que es posible obtener resultados clínicos similares con todas las técnicas. Más importantes que el dispositivo utilizado son las cuestiones relacionadas con las indicaciones del tratamiento, la dosis total administrada, el programa de fraccionamiento y la conformidad con el plan de tratamiento. [ cita requerida ]
El bisturí de rayos gamma (también conocido como bisturí de rayos gamma Leksell) se utiliza para tratar tumores cerebrales mediante la administración de radioterapia gamma de alta intensidad de manera que se concentre la radiación en un pequeño volumen. El dispositivo fue inventado en 1967 en el Instituto Karolinska de Estocolmo (Suecia) por Lars Leksell , el neurocirujano de origen rumano Ladislau Steiner y el radiobiólogo Börje Larsson de la Universidad de Uppsala (Suecia).
Un bisturí de rayos gamma contiene típicamente 201 fuentes de cobalto-60 de aproximadamente 30 curies cada una (1,1 TBq ), colocadas en una matriz hemisférica en un conjunto fuertemente blindado . El dispositivo dirige la radiación gamma a través de un punto objetivo en el cerebro del paciente. El paciente usa un casco especializado que se fija quirúrgicamente al cráneo, de modo que el tumor cerebral permanece estacionario en el punto objetivo de los rayos gamma. De este modo, se envía una dosis ablativa de radiación a través del tumor en una sesión de tratamiento, mientras que los tejidos cerebrales circundantes quedan relativamente a salvo.
La terapia con bisturí de rayos gamma, al igual que toda radiocirugía, utiliza dosis de radiación para matar células cancerosas y reducir el tamaño de los tumores, administradas con precisión para evitar dañar el tejido cerebral sano. La radiocirugía con bisturí de rayos gamma puede enfocar con precisión muchos haces de radiación gamma sobre uno o más tumores. Cada haz individual es de intensidad relativamente baja, por lo que la radiación tiene poco efecto sobre el tejido cerebral circundante y se concentra únicamente en el tumor en sí.
La radiocirugía con bisturí de rayos gamma ha demostrado ser eficaz para pacientes con tumores cerebrales benignos o malignos de hasta 4 cm (1,6 pulgadas) de tamaño, malformaciones vasculares como una malformación arteriovenosa (MAV), dolor y otros problemas funcionales. [30] [31] [32] [33] Para el tratamiento de la neuralgia del trigémino, el procedimiento puede usarse repetidamente en pacientes.
Las complicaciones agudas posteriores a la radiocirugía con bisturí de rayos gamma son poco frecuentes, [34] y están relacionadas con la afección que se está tratando. [35] [36]
Un acelerador lineal (linac) produce rayos X a partir del impacto de electrones acelerados que golpean un objetivo de alto z , generalmente tungsteno. El proceso también se conoce como "terapia de rayos X" o "terapia de fotones". El cabezal de emisión, o " gantry ", se hace girar mecánicamente alrededor del paciente en un círculo completo o parcial. La mesa donde se encuentra acostado el paciente, el "diván", también se puede mover en pequeños pasos lineales o angulares. La combinación de los movimientos del gantry y del diván permiten la planificación computarizada del volumen de tejido que se va a irradiar. Los dispositivos con una energía alta de 6 MeV se utilizan comúnmente para el tratamiento del cerebro, debido a la profundidad del objetivo. El diámetro del haz de energía que sale del cabezal de emisión se puede ajustar al tamaño de la lesión por medio de colimadores . Pueden ser orificios intercambiables con diferentes diámetros, que varían típicamente de 5 a 40 mm en pasos de 5 mm, o colimadores multiláminas, que consisten en una serie de valvas metálicas que se pueden mover dinámicamente durante el tratamiento para dar forma al haz de radiación para que se ajuste a la masa que se va a extirpar. A partir de 2017, [actualizar]los Linacs fueron capaces de lograr geometrías de haz extremadamente estrechas, como 0,15 a 0,3 mm. Por lo tanto, se pueden utilizar para varios tipos de cirugías que hasta ahora se habían llevado a cabo mediante cirugía abierta o endoscópica, como para la neuralgia del trigémino. Los datos de seguimiento a largo plazo han demostrado que es tan eficaz como la ablación por radiofrecuencia, pero inferior a la cirugía para prevenir la recurrencia del dolor. [ cita requerida ]
Los primeros sistemas de este tipo fueron desarrollados por John R. Adler , profesor de neurocirugía y oncología radioterapéutica de la Universidad de Stanford , y Russell y Peter Schonberg de Schonberg Research, y comercializados bajo la marca CyberKnife.
Los protones también pueden utilizarse en radiocirugía en un procedimiento llamado terapia con haz de protones (PBT) o terapia de protones . Los protones se extraen de los materiales donantes de protones mediante un sincrotrón o ciclotrón médico y se aceleran en tránsitos sucesivos a través de un conducto o cavidad circular y evacuada, utilizando imanes potentes para dar forma a su trayectoria, hasta que alcanzan la energía necesaria para atravesar un cuerpo humano, normalmente unos 200 MeV. A continuación, se liberan hacia la región que se va a tratar en el cuerpo del paciente, el objetivo de la irradiación. En algunas máquinas, que suministran protones de sólo una energía específica, se interpone una máscara personalizada hecha de plástico entre la fuente del haz y el paciente para ajustar la energía del haz para proporcionar el grado adecuado de penetración. El fenómeno del pico de Bragg de protones expulsados le da a la terapia de protones ventajas sobre otras formas de radiación, ya que la mayor parte de la energía del protón se deposita dentro de una distancia limitada, por lo que el tejido más allá de este rango (y en cierta medida también el tejido dentro de este rango) se salva de los efectos de la radiación. Esta propiedad de los protones, que se ha denominado " efecto de carga de profundidad " por analogía con las armas explosivas utilizadas en la guerra antisubmarina, permite crear distribuciones de dosis conformes incluso alrededor de objetivos con formas muy irregulares, y dosis más altas en objetivos rodeados o respaldados por estructuras sensibles a la radiación, como el quiasma óptico o el tronco encefálico. El desarrollo de técnicas de "intensidad modulada" permitió lograr conformidades similares utilizando radiocirugía con acelerador lineal. [ cita requerida ]
En 2013 [actualizar]no había pruebas de que la terapia con rayos de protones fuera mejor que cualquier otro tipo de tratamiento en la mayoría de los casos, excepto en un “puñado de cánceres pediátricos poco frecuentes”. Los críticos, en respuesta al creciente número de instalaciones de PBT muy costosas, hablaron de una “ carrera armamentista médica ” y de “medicina loca y políticas públicas insostenibles”. [37]
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