La radioterapia guiada por imágenes es el proceso de obtención de imágenes frecuentes , durante un tratamiento de radiación , que se utiliza para dirigir el tratamiento, posicionar al paciente y comparar con las imágenes previas a la terapia del plan de tratamiento . [1] Inmediatamente antes o durante una fracción de tratamiento, el paciente se localiza en la sala de tratamiento en la misma posición que la planificada a partir del conjunto de datos de imágenes de referencia. Un ejemplo de IGRT incluiría la comparación de un conjunto de datos de tomografía computarizada de haz cónico (CBCT), adquirido en la máquina de tratamiento, con el conjunto de datos de tomografía computarizada (TC) de la planificación. La IGRT también incluiría la coincidencia de radiografías planas de kilovoltaje (kV) o imágenes de megavoltaje (MV) con radiografías reconstruidas digitales (DRR) de la TC de planificación.
Este proceso es distinto del uso de imágenes para delinear objetivos y órganos en el proceso de planificación de la radioterapia. Sin embargo, existe una conexión entre los procesos de obtención de imágenes, ya que la radioterapia con radiación infrarroja se basa directamente en las modalidades de obtención de imágenes de la planificación como coordenadas de referencia para localizar al paciente. La variedad de tecnologías de obtención de imágenes médicas utilizadas en la planificación incluye la tomografía computarizada (TC) con rayos X , la resonancia magnética (RM) y la tomografía por emisión de positrones (PET), entre otras.
La IGRT puede ayudar a reducir errores en la configuración y el posicionamiento, permitir que se reduzcan los márgenes alrededor del tejido objetivo durante la planificación y permitir que el tratamiento se adapte durante su curso, con el objetivo de mejorar los resultados generales. [2] [3]
El objetivo del proceso IGRT es mejorar la precisión de la colocación del campo de radiación y reducir la exposición del tejido sano durante los tratamientos de radiación. En años anteriores, se utilizaban márgenes de volumen objetivo de planificación (PTV) más grandes para compensar los errores de localización durante el tratamiento. [4] Esto dio lugar a que los tejidos humanos sanos recibieran dosis innecesarias de radiación durante el tratamiento. Los márgenes PTV son el método más utilizado para tener en cuenta las incertidumbres geométricas. Al mejorar la precisión a través de IGRT, se reduce la radiación a los tejidos sanos circundantes, lo que permite aumentar la radiación al tumor para su control. [4]
En la actualidad, ciertas técnicas de radioterapia emplean el proceso de radioterapia de intensidad modulada (IMRT, por sus siglas en inglés) . Esta forma de tratamiento de radiación utiliza computadoras y aceleradores lineales para esculpir un mapa tridimensional de dosis de radiación, específico para la ubicación, forma y características de movimiento del objetivo. Debido al nivel de precisión requerido para la IMRT , se deben recopilar datos detallados sobre las ubicaciones del tumor. El área de innovación más importante en la práctica clínica es la reducción de los márgenes de volumen del objetivo de planificación alrededor de la ubicación. La capacidad de evitar más tejido normal (y, por lo tanto, potencialmente emplear estrategias de escalada de dosis) es un subproducto directo de la capacidad de ejecutar la terapia con la mayor precisión. [4]
Las técnicas de radioterapia modernas y avanzadas, como la radioterapia con protones y partículas cargadas, permiten una precisión superior en la administración de la dosis y la distribución espacial de la dosis efectiva. Hoy en día, esas posibilidades añaden nuevos desafíos a la IGRT en lo que respecta a la precisión y la fiabilidad requeridas. [5] Por lo tanto, los enfoques adecuados son objeto de una intensa investigación.
La radioterapia con radiación aumenta la cantidad de datos recopilados durante el transcurso de la terapia. Con el tiempo, ya sea para un individuo o para una población de pacientes, esta información permitirá la evaluación continua y el perfeccionamiento de las técnicas de tratamiento. El beneficio clínico para el paciente es la capacidad de monitorear y adaptarse a los cambios que puedan ocurrir durante el transcurso del tratamiento de radiación. Dichos cambios pueden incluir la reducción o expansión del tumor o cambios en la forma del tumor y la anatomía circundante. [4]
La precisión de la IGRT mejora significativamente cuando se utilizan tecnologías que se desarrollaron originalmente para la cirugía guiada por imágenes , como el localizador N [6] y el localizador Sturm-Pastyr [7] , junto con estas tecnologías de imágenes médicas. La SRT proporciona una alternativa no quirúrgica para el cáncer de piel no melanoma y una solución eficaz para los queloides.
Sensus Healthcare es fabricante y distribuidor de este dispositivo. Con un tamaño compacto de 30” x 30”, la unidad móvil administra una dosis precisa y calibrada de SRT que penetra solo cinco milímetros por debajo de la superficie de la piel, lo que lo convierte en uno de los tratamientos alternativos contra el cáncer más seguros y efectivos disponibles. A diferencia de los dispositivos de radioterapia más potentes, el SRT-100™ destruye cuidadosamente las células cancerosas malignas de la piel mientras preserva el tejido sano.
La radioterapia es un tratamiento local diseñado para tratar el tumor definido y evitar que el tejido normal circundante reciba dosis superiores a las tolerancias de dosis especificadas. Hay muchos factores que pueden contribuir a las diferencias entre la distribución de dosis planificada y la distribución de dosis administrada. Uno de esos factores es la incertidumbre en la posición del paciente en la unidad de tratamiento. La radioterapia con radiación en el interior del paciente (IGRT) es un componente del proceso de radioterapia que incorpora las coordenadas de las imágenes del plan de tratamiento que se va a administrar para garantizar que el paciente esté correctamente alineado en la sala de tratamiento. [8]
La información de localización proporcionada a través de los métodos IGRT también se puede utilizar para facilitar estrategias de planificación de tratamientos sólidos y permitir el modelado de pacientes, lo que está más allá del alcance de este artículo. [ cita requerida ]
En general, en el momento de la "planificación" (ya sea una marcación clínica o una simulación completa), el oncólogo radioterapeuta delinea el área prevista para el tratamiento. Una vez determinada el área de tratamiento, se colocan marcas en la piel. El propósito de las marcas de tinta era alinear y posicionar al paciente diariamente para el tratamiento a fin de mejorar la reproducibilidad de la ubicación del campo. Al alinear las marcas con el campo de radiación (o su representación) en la sala de tratamiento de radioterapia, se podía identificar la ubicación correcta del campo de tratamiento. [8]
Con el tiempo, con la mejora de la tecnología (campos de luz con cruces, láseres isocéntricos) y con el cambio a la práctica del "tatuaje" (un procedimiento en el que las marcas de tinta se reemplazan con una marca permanente mediante la aplicación de tinta justo debajo de la primera capa de piel usando una aguja en lugares documentados), la reproducibilidad de la configuración del paciente mejoró. [9]
La obtención de imágenes portales consiste en la adquisición de imágenes mediante un haz de radiación que se utiliza para administrar radioterapia a un paciente. [10] Si no todo el haz de radiación se absorbe o se dispersa en el paciente, la parte que lo atraviesa se puede medir y utilizar para producir imágenes del paciente.
Es difícil establecer el uso inicial de la imagen portal para definir la ubicación del campo de radiación. Desde los primeros días de la radioterapia, se utilizaron rayos X o rayos gamma para desarrollar películas radiográficas de gran formato para inspección. Con la introducción de las máquinas de cobalto-60 en la década de 1950, la radiación llegó más profundamente dentro del cuerpo, pero con menor contraste y mala visibilidad subjetiva. Hoy en día, utilizando los avances en dispositivos de imágenes digitales, el uso de imágenes portales electrónicas se ha convertido en una herramienta para la ubicación precisa del campo y como una herramienta de control de calidad para la revisión por parte de los oncólogos radioterapeutas durante las revisiones de las películas de control. [8]
La obtención de imágenes portales electrónicas es el proceso de utilizar imágenes digitales, como una cámara de video CCD, una cámara de iones líquidos y detectores de panel plano de silicio amorfo para crear una imagen digital con una calidad y un contraste mejorados en comparación con las imágenes portales tradicionales. El beneficio del sistema es la capacidad de capturar imágenes, para su revisión y orientación, de forma digital. [11] Estos sistemas se utilizan en toda la práctica clínica. [12] Las revisiones actuales de los dispositivos de obtención de imágenes portales electrónicas (EPID) muestran resultados aceptables en las irradiaciones de obtención de imágenes y, en la mayoría de las prácticas clínicas, proporcionan campos de visión suficientemente amplios. kV no es una característica de la obtención de imágenes portales. [4]
La fluoroscopia es una técnica de imágenes que utiliza un fluoroscopio, en coordinación con una pantalla o un dispositivo de captura de imágenes para crear imágenes en tiempo real de las estructuras internas de los pacientes.
El equipo de rayos X digital montado en el dispositivo de tratamiento de radiación se utiliza a menudo para obtener imágenes de la anatomía interna del paciente antes o durante el tratamiento, que luego se pueden comparar con la serie de TC planificada original. El uso de una configuración ortogonal de dos ejes radiográficos es común, para proporcionar medios para verificar la posición del paciente con gran precisión. [5]
Método de obtención de imágenes médicas que emplea la tomografía y en el que se utiliza el procesamiento de geometría digital para generar una imagen tridimensional de las estructuras internas de un objeto a partir de una gran serie de imágenes de rayos X bidimensionales tomadas alrededor de un único eje de rotación. La TC produce un volumen de datos que se puede manipular mediante un proceso conocido como ventana, para demostrar diversas estructuras en función de su capacidad para atenuar y evitar la transmisión del haz de rayos X incidente.
Con el creciente reconocimiento de la utilidad de las imágenes por TC para utilizar estrategias de guía que permitan adaptar la posición del volumen de tratamiento y la ubicación del campo de tratamiento, se han diseñado varios sistemas que colocan una máquina de TC 2D convencional real en la sala de tratamiento junto con el acelerador lineal de tratamiento. La ventaja es que la TC convencional proporciona una medida precisa de la atenuación del tejido, lo que es importante para el cálculo de la dosis (por ejemplo, la TC sobre raíles). [8]
Los sistemas guiados por imágenes basados en tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) se han integrado con aceleradores lineales médicos con gran éxito. Con las mejoras en la tecnología de pantalla plana, la CBCT ha podido proporcionar imágenes volumétricas y permite el monitoreo radiográfico o fluoroscópico durante todo el proceso de tratamiento. La TC de haz cónico adquiere muchas proyecciones sobre todo el volumen de interés en cada proyección. Mediante el uso de estrategias de reconstrucción iniciadas por Feldkamp, las proyecciones 2D se reconstruyen en un volumen 3D análogo al conjunto de datos de planificación de la TC.
La tomografía computarizada de megavoltaje (MVCT, por sus siglas en inglés) es una técnica de imágenes médicas que utiliza el rango de megavoltaje de los rayos X para crear una imagen de las estructuras óseas o estructuras sustitutas dentro del cuerpo. La razón original para la MVCT fue impulsada por la necesidad de estimaciones precisas de densidad para la planificación del tratamiento. La localización de la estructura del paciente y del objetivo fueron usos secundarios. Se montó una unidad de prueba que utiliza un solo detector lineal, que consta de 75 cristales de tungstato de cadmio, en el pórtico del acelerador lineal. [ cita requerida ] Los resultados de la prueba indicaron una resolución espacial de 0,5 mm y una resolución de contraste del 5 % utilizando este método. Si bien otro enfoque podría implicar la integración del sistema directamente en el MLA [ aclaración necesaria ] , limitaría el número de revoluciones a un número prohibitivo para el uso regular. [ cita requerida ]
El seguimiento óptico implica el uso de una cámara para transmitir información posicional de objetos dentro de su sistema de coordenadas inherente por medio de un subconjunto del espectro electromagnético de longitudes de onda que abarcan luz ultravioleta, visible e infrarroja. La navegación óptica se ha utilizado durante los últimos 10 años en la cirugía guiada por imágenes (neurocirugía, otorrinolaringología y ortopedia) y ha aumentado su prevalencia en la radioterapia para proporcionar retroalimentación en tiempo real a través de señales visuales en interfaces gráficas de usuario (GUI). Para esto último, se utiliza un método de calibración para alinear el sistema de coordenadas nativo de la cámara con el del marco de referencia isocéntrico de la sala de administración del tratamiento de radiación. Luego se utilizan herramientas de seguimiento óptico para identificar las posiciones de los puntos de configuración de referencia del paciente y estos se comparan con su ubicación dentro del sistema de coordenadas de planificación de TC. Se realiza un cálculo basado en la metodología de mínimos cuadrados utilizando estos dos conjuntos de coordenadas para determinar una traslación de la camilla de tratamiento que dará como resultado la alineación del isocentro planificado del paciente con el de la sala de tratamiento. Estas herramientas también se pueden utilizar para el control intrafraccional de la posición del paciente colocando una herramienta con seguimiento óptico en una región de interés para iniciar la administración de radiación (es decir, regímenes de activación) o la acción (es decir, reposicionamiento). Alternativamente, productos como AlignRT (de Vision RT) permiten obtener información en tiempo real al obtener imágenes del paciente directamente y realizar un seguimiento de la superficie de la piel del paciente.
El primer equipo de radioterapia guiada por resonancia magnética clínicamente activo, el dispositivo ViewRay, se instaló en St. Louis, Missouri, en el Centro Oncológico Alvin J. Siteman del Hospital Barnes-Jewish y la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington. El tratamiento de los primeros pacientes se anunció en febrero de 2014. [13] Actualmente se están desarrollando otros equipos de radioterapia que incorporan el seguimiento de tumores mediante resonancia magnética en tiempo real. La radioterapia guiada por resonancia magnética permite a los médicos ver la anatomía interna de un paciente en tiempo real mediante imágenes continuas de tejidos blandos y les permite mantener los rayos de radiación en el objetivo cuando el tumor se mueve durante el tratamiento. [14]
La ecografía se utiliza para la preparación diaria de los pacientes. Es útil para tejidos blandos como la mama y la próstata. Los sistemas BAT (Best Nomos) y Clarity (Elekta) son los dos sistemas principales que se utilizan actualmente. El sistema Clarity se ha desarrollado aún más para permitir el seguimiento del movimiento de la próstata dentro de la fracción mediante imágenes transperineales.
Si bien no se trata de una técnica de radiología de campo magnético (IGRT) en sí, los sistemas de transpondedores electromagnéticos buscan cumplir exactamente la misma función clínica que la CBCT o los rayos X de kV, pero brindan un análisis más continuo en el tiempo del error de configuración, análogo al de las estrategias de seguimiento óptico. Por lo tanto, esta tecnología (aunque no implica el uso de "imágenes") suele clasificarse como una técnica de radiología de campo magnético.
Existen dos estrategias básicas de corrección que se utilizan para determinar la posición y la estructura del haz más beneficiosas para el paciente: corrección en línea y fuera de línea. Ambas cumplen sus propósitos en el ámbito clínico y tienen sus propios méritos. Generalmente, se emplea una combinación de ambas estrategias. A menudo, un paciente recibirá correcciones a su tratamiento mediante estrategias en línea durante su primera sesión de radiación, y los médicos realizarán ajustes posteriores fuera de línea durante las rondas de películas de control. [4]
La estrategia en línea realiza ajustes en la posición del paciente y del haz durante el proceso de tratamiento, basándose en información actualizada continuamente durante todo el procedimiento. [8] El enfoque en línea requiere un alto nivel de integración tanto del software como del hardware. La ventaja de esta estrategia es una reducción tanto de los errores sistemáticos como de los aleatorios. Un ejemplo es el uso de un programa basado en marcadores en el tratamiento del cáncer de próstata en el Hospital Princess Margaret. Se implantan marcadores de oro en la próstata para proporcionar una posición sustituta de la glándula. Antes del tratamiento de cada día, se devuelven los resultados del sistema de imágenes del portal. Si el centro de la masa se ha movido más de 3 mm, se reajusta la camilla y se crea una imagen de referencia posterior. [4] Otras clínicas corrigen cualquier error de posición, sin permitir nunca un error de >1 mm en ningún eje medido.
La estrategia fuera de línea determina la mejor posición del paciente a partir de los datos acumulados que se obtienen durante las sesiones de tratamiento, casi siempre los tratamientos iniciales. Los médicos y el personal miden la precisión del tratamiento y diseñan pautas de tratamiento durante el uso de la información de las imágenes. La estrategia requiere una mayor coordinación que las estrategias en línea. Sin embargo, el uso de estrategias fuera de línea reduce el riesgo de error sistemático. No obstante, el riesgo de error aleatorio aún puede persistir.