Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo de tratamiento del Hospital San José

Transcripción

1 Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo de tratamiento del Hospital San José Fis. María del Carmen Franco Cabrera 1 Dr. Enrique Caro Osorio 2 Dr. Francisco Alaniz Camino 3 Fis. David Espejo Villalobos 4 Fis. Christian Estrada Hernández 5 Dr. Rafael de la Garza Ramos 6 Dr. Luis Carlos de León Gracia 7 Fis. María del Sol Quintero Castelán 8 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. Antecedentes históricos 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 utilizando 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 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 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

2 Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo 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

3 Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo 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. 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. Calidad y seguridad en los tratamientos de radiocirugía 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 documentación 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. 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. Protocolo de tratamientos de radiocirugía en el Hospital San José 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: 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 Brain- LAB) y se genera así el paciente virtual. 10 Ciencias Clínicas

4 Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo 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 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

5 Aspectos básicos de radiocirugía intracraneal y protocolo 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: Leksell L. Cerebral radiosurgery: Gammathalanotomy in two cases of intractable pain. Acta Chir Scan 1968; 102: Leksell L. A note on the treatment of acoustic tumours. Acta Chir Scand 1971; 137: Kirn T. Proton Radiotherapy: some perspectives. JAMA 1988; 259: Skarsgard LD. Radiobiology with heavy charged particles: a historical review. Phys Med 1988; 14(Suppl 1): 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 Betti O., Derechinsky V. Hyperselective encephalic irradiation with a linear accelerator. Acta Neurochir 1984; Supl 33, pp Colombo F., Benedetti A., Pozza F. et al. External stereotactic irradiation by linear accelerator. Neurosurgery 1985; 16: Kondziolka D, Lunsford LD, Flickinger JC. The application of stereotactic radiosurgery to disorders of the brain. Neurosurgery 2008; 62: 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 Chang SD, Shuster DL, Steinberg GK, Levy RP, Frankel K. Stereotactic radiosurgery of arteriovenous malformations: pathologic changes in resected tissue. Clin Neuropathol 1977; 16: Mayo Ch., Martel M., Marks L., Flickinger J. Radiation dose- Volume Effects of Optic Nerves and Chiasm. Int. J. Radiation Oncology Biol. Phys 2010; 76: S28-S 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: 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 [Último acceso: 28 de Noviembre 2011]. Available at: Correspondencia: Fis. María del Carmen Franco Cabrera mfranco@hsj.com.mx 12 Ciencias Clínicas