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Radiocirugía: nueva forma de cirugíaincruenta

Derechos reservados, Copyright © 2003:Academia Nacional de Medicina de México, A.C.

Gaceta Médica de México

NúmeroNumber 6

Noviembre-DiciembreNovember-December 2 0 0 3Volumen

Volume 139

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565Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003 MG

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SIMPOSIO

Introducción

María Sklodowska nació en Polonia en 1867, su madreuna pianista y su padre profesor de matemáticas y física.Desde muy joven mostró una inteligencia excepcional,además de un temperamento indomable. En 1891 fue aParís a estudiar en la Sorbona en condiciones económi-cas tan difíciles que no tenla calefacción en su cuarto ysólo comía te y pan. En la primavera de 1894 conoció aPierre Curie con quien se casó un año después. Esto dioorigen a un dúo de científicos que principiaron a trabajar enfísica y química y en 1898 descubrieron el Polonio y unosmeses después el radio de la palabra griega rayo.

En 1898 Becquerel había descrito un fenómeno dealgunos metales que la señora Curie llamó radiactividad.Esta actividad primero fue descubierta en el uranio ydespués en el torio y dado que requerían mayor cantidadde. material usaron la pechblenda que existía por tonela-das en Checoslovaquia. Pierre Curie se dedicó a estudiarlas características físicas de la radiación y la señora Curiea obtener radio puro. Estos esfuerzos fueron reconocidoscuando en 1903 se les otorgó el premio Nobel de Física yen 1911 a ella el Nobel de Química. DesgraciadamentePierre había muerto en 1906 atropellado por un carro decaballos al fallarle las piernas por haber aislado el radiopuro y sus componentes. Mencionaremos que también suhija Irene Lolist-Joliot Curie obtuvo en 1935 el premio Nobelde Química. En 1944 se inauguró en París el Instituto delradium. A fines del siglo XIX se hicieron también otrosgrandes descubrimientos que abrieron el paso a la físicamoderna y a muchos descubrimientos que cambiaron laforma de vivir.

En 1886 Henridch Hertz demostró la existencia de lasondas de radio y dicen que se rió cuando le sugirieron queen un futuro esta señal le podría dar la vuelta a la tierra. En

1895 Guillermo Marconi envió la primera señal de radio a1.5 Km de distancia y en 1901 a través del Atlántico. En1895 Wilhelm Roentgen en Warszburg descubrió unanueva radiación que llamó rayos X la cual pronto produjoun cambio en el diagnóstico médico.

En ese tiempo Pierre Curie descubrió la piezo-electrici-dad que consiste en la diferencia de potencial que seproduce en un cristal al pasarle una corriente eléctrica y esla base de la función en los micrófonos y relojes eléctricos.En 1906 Pierre Curie en una fiesta sacó de la bolsa de suchaleco un tubo que en la oscuridad daba luz. Rutherford,que estaba en esa fiesta observó que los dedos de Curieestaban inflamados y quemados por detener ese tubo. Enel Instituto Real de Londres relató que había colocado eltubo pegado a su brazo por diez horas y que allí . se habíaproducido una quemada que había tomado 52 días ensanar. Allí mismo sugirió que esta radiación se podría usarpara tratar el cáncer. Para ese tiempo Pierre Curie estabamuy enfermo con dolores generalizados, edema y dificultadpara ambular, pero no estaba consciente que esto podía sercausado por la radiación.

Por su parte, Marie Curie murió de anemia aplásica en1934. A casi 100 años de estos trabajos pioneros laradioterapia se ha convertido en radiocirugía y el uso dedistintas técnicas para su empleo ha modificado lasposibilidades médicas. Paralelamente, los grandesaceleradores han permitido descubrir los múltiples com-ponentes del átomo y otros de menor tamaño, quetambién se han empleado en medicina.

Desde luego que hoy son bien conocidos los efectosno deseables de la radiación y se toman las precaucionesnecesarias tanto para no dañar el tejido sano como a losencargados de su empleo.

Hoy escucharemos a un selecto grupo de expertos eneste tema que se encuentra en constante progreso.

Radiocirugía: nueva forma de cirugía incruenta*

I. Radiocirugía

José Humberto-Mateos**

*Academia Nacional de Medicina, Octubre 31, 2001**Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía MVS México, D.F.

566 MG Gac Méd Méx Vol. 138 No. 6, 2003

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II. Efectos biológicos de la radiación ionizante en laradioterapia estereotáctica con dosis única (REDU)

Mauricio García-Sainz*

* adscripción

Introducción

La radiobiología se desarrolla en el tiempo desde laabsorción de energía ionizante que dura 100 atto segun-dos después de la exposición, hasta los efectos somáticostardíos que se observan años después como resultado deuna cadena de lesiones y reparaciones moleculares ycelulares. En el espacio los efectos de las radiacionesionizantes se encuentran en todas las estructuras del servivo desde los átomos, las moléculas, los organeloscelulares, las células y los tejidos hasta los órganos.1

Siendo el tema de esta sesión la RadioterapiaEstereotáctica con Dosis Única (REDU) aplicada a lesio-nes del Sistema Nervioso Central (SNC), presentaré losefectos biológicos de la radiación ionizante sobre lostejidos normales del Sistema Nervioso Central y sobre laslesiones patológicas en las que se indica esta técnica detratamiento, cuyo antecedente directo data del final de ladécada de los años sesenta cuando se administraron apequeños volúmenes de tejido nervioso dosis necrosantesde radiación con precisión suficiente para interrumpir lasvías de transmisión del dolor con un riesgo limitado delesionar los tejidos vecinos normales.2

Desde entonces se ha desarrollado primero el concep-to de que es posible el tratamiento con dosis única depequeños tumores benignos y malformaciones vascula-res inoperables, con la tendencia posterior a extender lasindicaciones de la técnica a tumores malignos, primadosy metastásicos.

En base a la experiencia inicial con la REDU seformularon guías empíricas para administrar este trata-miento con márgenes aceptables de seguridad. Laradiobiología le da sustento científico, teórico y experi-mental a la REDU y permite calcular dosis terapéuticasseguras en base a resultados cuantitativos, así comodefinir sus límites y explorar alternativas de prescripción.

Efecto biológico de la radiación ionizante

Para fines de esta presentación consideraremos la muer-te celular como el efecto biológico de importancia clínica,sin comentar los efectos metabólicos, fisiológicos, nigenésicos.

Radiobiología molecular: Las bases de la radiobiologíamolecular de importancia clínica son: a) La lesión de un par debases de ADN por una ionización con afta transferencia linealde energía y b) La lesión de un par de bases de ADN por dosionizaciones con baja transferencia lineal de energía,interactivas y acumuladas.

Las lesiones moleculares del ADN pueden ser a) Irrepara-bles cuando se administra una dosis letal; b) Parcialmentereparables cuando se administra una dosis sub-letal que serepara por un proceso metabólico poco sensible a la hipoxia,que se observa en las primeras horas después de la exposi-ción, que no es dependiente de la dosis, pero sí de latransferencia lineal de energía o c) Potenciales cuando elefecto letal de la radiación sólo se manifiesta tardíamente aliniciarse una nueva etapa de división celular causando lamuerte de las células radiadas en la posmitosis. Las lesionesdel ADN tienen efectos genéticos además de los efectossomáticos.3-6

Radiobiología celular: La cinética de una población celularse estudia dividiéndola en 4 compartimentos, a) Proliferativocon sus fases de síntesis (S), prernitosis (G1 y G2) y mitosis(M): b) Reposo con la fase (G0) de proliferación potencial; c)Diferenciado con células estériles, y d) Células muertas porapoptosis.

El ciclo mitótico es la fase de la cinética de una poblacióncelular más radiosensible por lo que las células en mitosismueren después de recibir dosis menores y en tiempo corto.Las células en reposo mueren tardíamente cuando entran enfase de mitosis. Las células diferenciadas son más resisten-tes pero mueren por efectos secundarios de la radiación. Notenemos que ocupamos de las células muertas.7

Un factor de radiosensibilidad de gran interés para el casoque nos ocupa es la oxigenación de los tejidos, ya que lahipoxia aumenta la radiorresistencia en tanto que la oxigena-ción a presión de 2 a 3 atmósferas aumenta la radiosensibilidad.El tejido nervioso central es muy sensible a la hipoxia y confrecuencia se tratan lesiones hipoxicas y aun necróticas.8,9

Modelo matemático del efecto biológico de laradiación

El modelo Lineal-cuadrático usa un coeficiente para cadauno los 2 tipos de lesión molecular de. ADN que acabamos

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de mencionar α es el coeficiente lineal para una ionizacióncon alta transferencia lineal de energía aplicado a la dosis yβ es el coeficiente cuadrático para dos ionizaciones con bajatransferencia lineal de energía, interactivas y acumuladasaplicado al cuadrado de la dosis.

La fórmula que cuantifica el efecto letal de una dosisúnica de radiación es:

E = (αd + βd2) [1]Donde E es el logaritmo de la mortalidad celular causa-

da por la radiación y d es la dosis. Los coeficientes α y βexpresados en Grays (Gy), se calculan directamente de losresultados de la exposición a la radiación observados enhumanos en condiciones definidas de tratamiento.

Este modelo permite interpretar los resultados de laslesiones de los cromosomas y los de la inhibición delcrecimiento de poblaciones celulares, tiene una buenacorrelación tanto para los tratamientos con dosis únicacomo para aquellos con dosis fraccionadas, se adaptatanto a los casos de los tejidos que tienen una respuestatemprana a la radiación como a los casos de los tejidos quetienen una respuesta tardía y satisface el requisito de quela dosis isoefectiva no crezca continuamente con el númerode fracciones.9

La radiosensibilidad específica de un tejido está dadapor el cociente que resulta de dividir α/β expresado en Gy,los valores más altos de a/b son característicos de lostejidos con respuesta temprana a la radiación como algu-nos carcinomas epidermoides y ciertos tejidos normalescon tasas altas de proliferación, los valores más bajos dea/b son característicos de tejidos con respuesta tardía a laradiación como aquellos tumores y tejidos normales contasas bajas de proliferación. Los valores conocidos delcociente α/β tienen un rango que está dado por lasmúltiples variables de las observaciones clínicas tanto paralos tejidos normales como para los patológicos.10

La radiosensibilidad de las poblaciones celulares semodifica con la tensión de oxígeno.

Dosis biológica efectiva

La dosis biológica efectiva (DBE) es un concepto derivadodel modelo lineal-cuadrático en el que se aplican a la dosisfísica absorbida, los parámetros de este modelo.

La DBE es aditiva de manera que cuando se planeantratamientos en dos o más fases es necesario sumar losefectos de cada fase para obtener la DBE total.

La DBE en la REDU no necesita incluir el factor derepoblación celular que es necesario en la radioterapiafraccionada. El efecto del volumen radiado es de granimportancia (vide infra). El concepto de la DBE bienaplicado es útil para cuantificar la importancia de lasinhomogeneidades de la dosis física en el volumen blancoplaneado, para calcular las correcciones necesarias cuando

hay modificaciones planeadas o inesperadas en el programade tratamiento, para comparar los resultados esperados dediferentes regímenes de tratamiento y para calcular las dosisisoefectivas en los diferentes regímenes.11

La dosis biológica efectiva se calcula con la fórmulaDBE = nd [l+ d ÷ (α/β)] [2]Donde n es el número de fracciones, en el caso de la

dosis única n tiene valor de 1, d es la dosis por fracción y ndes igual a D la dosis total.

Concepto de isoefecto

En la radiobiología experimental y clínica es posible obtenerlos mismos efectos con diferentes programas de radiotera-pia de ahí el concepto de isoefecto, que se aplica porejemplo, cuando se tienen buenos resultados con un progra-ma dado de radioterapia y se necesita cambiado por otro queofrezca el mismo efecto en la relación beneficio/complicacio-nes.

Se calculan las dosis isoefectivas tanto para la toleranciade los tejidos normales como para la respuesta de lasneoplasias y malformaciones.10,11

Aplicando esta fórmula se calculan los parámetros delnuevo programa

nd1 [1 +d1+(α/β)] = nd2 [1 +d2+(α/β)] [3]

La radiobiología del tejido normal del sistemanervioso central (TN-SNC)

Las poblaciones celulares críticas en la respuesta del TN-SNC a la radiación son:

A. La oligodendroglia. Tiene una radiosensibilidad dentro delrango de cocientes α/β de 1.5 a 2 Gy. Su respuesta es tardía.La oligodendroglia tiene capacidad de regeneración despuésde dosis subletales, ya sea por repoblación o por migraciónde células no radiadas a distancias de < 5 mm en volúmenespequeños y con un retardo de unas 8 a 10 semanas. Laslesiones letales de los oligodendrocitos causandesmielinización, gliosis y necrosis.

B. El endotelio vascular de los capilares o microvas-culatura. Tiene una radiosensibildad dentro del rango decocientes α/β 3.3 a 4.1 Gy. Su respuesta es tardía. Elendotelio vascular tiene capacidad de reparación después dedosis subletales por migración a distancias cortas más quepor repoblación y con un retardo de unas 16 a 20 semanas.Las lesiones letales del endotelio vascular causanhialinización, engrosamiento de la pared vascular, trombosisy oclusión.

Estas diferencias en la radiobiología de las poblacio-nes celulares críticas para la respuesta tardía a la radia-ción del TN-SNC explican el período de latencia de sus

García-Sainz M

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lesiones y su respuesta trimodal con una primera etapadebida sobre todo al efecto sobre la oligodendroglia,seguida por una segunda etapa debida al efecto sobre lamicrovasculatura y una tercera etapa. más tardía conparticipación de ambas. También explican la gran sensi-bilidad del TN-SNC a la magnitud de la dosis recibida enuna exposición.

El tallo cerebral, el tálamo, los ganglios basases, lasvías ópticas, la médula espinal y la sustancia blanca sonmás radiosensibles que las otras estructuras del SNC porlo que cuando están incluidas en el volumen blanco clínicoo en el volumen radiado obligan a disminuir la dosis paraevitar lesiones tardías, la misma recomendación se hacepara las regiones elocuentes.10-15

Radiobiología de las neoplasia benignas omalignas

En el caso de la REDU no es necesario tomar en cuentael factor de repoblación clonogénica que se aplica durantela radioterapia fraccionada de las neoplasias, por lo que elcálculo de la DBE se hace sin incluido, esta es unadiferencia importante entre la radiobiología de la dosisúnica y la radiobiología de las dosis fraccionadas. Por otraparte, es necesario hacer una corrección de la DBE porvolumen radiado (vide infra).

A. Malfomiaciones artedovenosas.Las malformaciones arterio venosas tienen un amplio

rango de valores α/β que va de 5 a 20 Gy, por lo que paracalcular su DBE, se recomienda hacer 3 operaciones convalores de 5, 11 y 20 Gy para seleccionar el valor de la DBEque para el caso particular sea el más adecuado. Surespuesta es tardía.14,16

B. Tumores benignosLos tumores benignos tienen un rango de valores de α/

β de 1.5 a 2 Gy, que es igual a la de la oligodendroglia. Surespuesta es tardía.16

C. Tumores malignos primariosLos gliomas malignos tienen un rango de valores de α/

β de 5 a 15 Gy, por lo que para calcular su DBE, serecomienda hacer 3 operaciones con valores de 5, 10 y 15Gy para seleccionar el valor de la DBE que para el casoparticular sea el más adecuado. Su respuesta es rápi-da.11,15,16

D.Tumores malignos metastásicosLas metástasis en el SNC tienen los rangos de valores

α/β de las neoplasias malignas primarias que les danorigen, entre las más frecuentes los carcinomasepidermoides y el de células pequeñas de pulmón que

tienen cocientes α/β de 10 a 30 Gy a los que se aplica larecomendación de hacer tres cálculos con cocientes 10,15 y 30 para elegir el más apropiado a cada caso; el cáncerde mama que tiene cocientes α/β de 4 a 5 Gy y elmelanoma maligno con cocientes α/β de 0.8 a 2.5 Gy seplanean en una sola operación. Salvo en el caso delmelanoma su respuesta es rápida.11,15-18

Efecto cuantificado del volumen radiado en laplantación de la radioterapia

En todos los planes de radioterapia, el volumen expuestoa la radiación es importante para determinar la relacióndosis/volumen que ofrece la mayor probabilidad de res-puesta con la menor probabilidad de complicación, peroen la indicación de la REDU es crítico.20

Geometría

En un modelo ideal se supone que el volumen es simétricoy que la dosis es homogénea de manera que la lesión setrata como un cilindro, como una esfera o como unelipsoide. Esta simplificación tiene consecuenciasgeométricas ya que el volumen de un cilindro es funcióndel cuadrado de su diámetro, en un cilindro con diámetrode 4 cm casi el 50% de las células se encuentra en un tuboanular de la pared de 5 mm de espesor, en el caso de laesfera el volumen es función del cubo de su diámetro, enuna esfera con diámetro de 1 cm casi el 50% de las célulasse encuentra en una corteza superficial de 1 mm deespesa.21

Definición del volumen

En la planeación de la REDU se definen: a) El volumentumoral macroscópico reconstruido con imágenes deTAC o de RMN o con fusiones de ambas, b) El volumenblanco clínico que es el volumen tumoral macroscópicocon los márgenes periféricos definidos por el médico, c) Elvolumen blanco planeado que está definido por la super-ficie de isodosis que envuelve al volumen blanco clínico, d)El volumen blanco tratado que está definido por la super-ficie de isodosis que envuelve también el tejido normaladyacente y e) El volumen radiado que incluye todos lostejidos expuestos a radiación.22

Los criterios de optimización son: a) Cubrir el volumenblanco planeado con la superficie de isodosis prescrita porel médico; b) Calcular la dosis media recibida por elvolumen blanco planeado; c) Calcular la dosis mediarecibida por el volumen tratado con la superficie deisodosis del 30% y la superficie de isodosis del 10%; d)

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Calcular la dosis integral recibida por el volumen blancoplaneado; e) Calcular la dosis integral recibida por lostejidos normales en el volumen radiado; f) Calcular elvolumen del tumor que recibe una dosis insuficiente; 9)Calcular el volumen de tejidos normales que reciben unadosis excesiva.22,23

Histogramas de dosis-volumen (HDV)

Son el análisis cuantitativo de la distribución de la dosisen un volumen dado, se basan en especificar la dosisintegral en el número de voxel-dosis que recibieron unadosis definida tanto en el volumen blanco planeado comoen el volumen blanco tratado. Se presentan en forma degráficas. La expresión de los HDV en función de la DBEse usa para calcular la probabilidad de respuesta de laneoplasia, así como de complicaciones de los tejidostomando en cuenta los efectos de la homogeneidad de ladosis, de los parámetros del modelo y el tamaño deldepósito de la dosis.24,25

Planeación individual

En la práctica clínica el volumen es irregular y la dosis esheterogéneo por lo que la superficie de la isodosis prescri-ta es la mejor opción para calcular el volumen blancoplaneado, la superficie de isodosis de referencia emplea-da se ajusta en cada paciente considerando la heteroge-neidad aceptable. En la planeación de cada paciente seaplican principios generales anotados para alcanzar laoptimización.

En planeaciones complejas con o más isocentros es

indispensable tener en cuenta para la prescripción de ladosis los volúmenes radiados en cada isocentro, ya quela heterogeneidad de la distribución de la dosis es mayor,lo que hace necesario calcular un HDV para cada uno delos volúmenes parciales planeados con el objeto deidentificar regiones de dosis superior a la isodosis dereferencia con riesgo de complicaciones y regiones dedosis inferior a la isodosis de referencia con riesgo deefecto le terapéutico insuficiente.10,11,14

Relaciones entre el volumen radiado con dosisúnica y la probabilidad de complicaciones deltejido normal del SNC (PC-TN-SNC)

Con las observaciones clínicas disponibles se ha calcula-do la tolerancia del tejido nervioso normal expuesto adosis únicas de radiación tomando como referencia uncampo de tratamiento de 3.5 cm de diámetro que equivalea un volumen esférico de 22.4 cm3. La dosis que da unaprobabilidad de complicaciones de 5% (D

05), se considera

por convención el umbral de tolerancia Se han calculadotambién las dosis que dan probabilidades de complicacio-nes de 10% (D

10), 25% (D

25) y 50% (D

50).

El exponente del efecto del volumen sobre la probabi-lidad de complicaciones se calcula con la fórmula

φ=ln(D50

/D05

) ÷ ln [(1/D05

-1]) [4]La probabilidad de complicaciones Dv se calcula con

la fórmulaD

ν =D

50 [[1 + (D

05/D

50)(1/φ)]1N -1]φ [5]

En el cuadro I se muestra la importancia de losvolúmenes arriba definidos en la indicación de la radiote-rapia estereotáctica con dosis única ya que las dosisumbral disminuyen con un factor de 3 al aumentar el

Cuadro I. Probabilidad de complicaciones dependiente de los volúmenes radiados (Esferas).Dosis única en Gy

Volumen (Vcm3) D05 Gy D10 Gy D25 Gy D50 Gy Exponenteφ

Diámetro (Dcm)

V 1.77D 1.5 42 52 66 81 0.223

V4.19D 2 34 42 53 65 0.220

V 14.14D3 18 26 39 54 0.204

V 22.45D 3.5 16 23 34 45 0.203

V 65.45D 5 14 18 26 32 0.203

Adaptada de Wigg D.R. Acta Oncológica Volumen 38. Supplementum 14. 1999

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volumen radiado y el incremento de la dosis por un factoraproximado de 2 aumenta las probabilidades de complica-ciones por un factor aproximado de 10. Estos resultadosson un factor limitante en la indicación de la REDU.

Relaciones topográficas del volumen blanco ra-diado, el tiempo de respuesta y el propósito deltratamiento de lesiones potencialmente tratables conREDU o con RCMDF.15,21,27

Malformaciones arteriovenosas (A)

El volumen blanco en las malformaciones arteriovenosasjóvenes es un nido de vasos neoformados entrelazadoscon células gliales normales funcionales, en las malfor-maciones arteriovenosas maduras hay una matriz degliosis que no es funcional, esto explica la mayor frecuen-cia de secuelas postratamiento en los niños y jóvenes queen los adultos tratados con REDU.

El nido arteriovenoso y el tejido nervioso normal que-dan incluidos en la superficie de isodosis entre el 98 y90%, por lo que en las regiones elocuentes este puede serun factor que limita la dosis tolerable. El propósito deltratamiento es la hialinización, engrosamiento de la paredvascular, trombosis y oclusión de la malformación. Tantoel nido como la matriz glial tienen una respuesta tardía loque explica que la oclusión confirmada por angiografía seobserve entre 1 y 3 años después del tratamiento.14

Tumores benignos (B)

El volumen blanco del tumor está rodeado por un volumende tejido nervioso normal, pero en ocasiones el límite dela lesión no es nítido, en la práctica se incluye la lesión enla superficie de isodosis entre el 98 y 90%, en tanto queel tejido normal vecino queda incluido en superficies deisodosis menores con las que se calculan los histogramasespecíficos. El propósito del tratamiento es detener elcrecimiento de la población clongénica, inhibiendo sulimitada capacidad invasora, con o sin esterilizaciónpermanente.16

Tumores malignos primarios (C)

La neoplasia es infiltrante y sus límites están mal definidosen el nivel macroscópico por lo que si volumen blancoincluye en la misma superficie de isodosis el tumor y unvolumen significativo de tejido nervioso normal a su alrede-dor, además, con frecuencia hay volúmenes hipóxicos yaun necróticos dentro de este volumen blanco clínico. Enla práctica el volumen planeado incluye la neoplasia con unmargen de seguridad de 1.5 a 2.5 cm, en estas condiciones

las dosis recibidas por el volumen tratado siempre sonmayores que en las metástasis y en los tumores benignos.El propósito del tratamiento es detener el crecimiento de lapoblación clonogénica buscando su esterilización perma-nente. El conjunto de estas condiciones anatomopatológicasy radiobiológicas hace que la RCMDF sea la primeraindicación de tratamiento.11,16

Tumores malignos metastásicos (D)

El volumen blanco planeado incluye el tejido neoplásicorodeado por una corteza de tejido normal por lo que en lasregiones elocuentes este puede ser un factor que limita ladosis tolerable, en la práctica se incluye en el volumenplaneado la metástasis con un margen de seguridad de0.5 a 1 cm, en estas condiciones las dosis recibidas porel volumen tratado siempre son menores que en lasneoplasias malignas primarias. El propósito del trata-miento es detener el crecimiento de la poblaciónclonogénica buscando su esterilización permanente.

En los cuatro casos cuando el TN-SNC recibe dosissuperiores a su tolerancia sufre las lesiones ya descritas,que pueden ser irreparables. Las secuelas ocasionadaspor estas lesiones iatrogénicas dependen de su topografíaen regiones elocuentes o en vías nerviosas como es elcaso del neurinoma del acústico tratado con REDU con lasecuela de disfunción del nervio facial.26

Radioterapia tridimensional con técnica conformada,intensidad modulada y dosis fraccionadas RCMDF,21,27

El conjunto de estas condiciones anatomopatológicas yradiobiológicas hace que la RCMDF sea una alternativa dela REDU o puedan ser indicadas en combinación.16,19

La RCMDF ofrece mejores resultados en el tratamien-to de poblaciones celulares con valores altos de α/β. Enlos casos en los que las poblaciones celulares normalescríticas están en riesgo ya que la RCMDF ofrece protec-ción por la selección de fraccionamientos con mejortolerancia. Cuando el volumen es factor limitante de laREDU, la RCMDF permite planear dosis heterogeneascon protección de tejidos normales incluidos en el volu-men blanco tratado.

La REDU y la RCMDF no se han investigado enestudios comparativos por lo que el diseño de un ensayocínico aleatorizado bien diseñado para comparar estasdos técnica sería:

Tomar como dosis de referencia con REDU 20Gycalculando su DBE.Calcular la dosis de tolerancia del TN-SNC para cadaprograma de fraccionamiento, con RCMDF aplicando

Efectos biológicos de la radiación ionizante REDU

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el criterio de isoefecto con un cociente a/b de 1.5 y2 Gy.Calcular la DBE para la histopatología particular de lalesión, para cada programa de fraccionamiento con elcociente α/β que le corresponde.Seleccionar el volumen límite para incluir pacientes enel ensayo, se sugieren 65.45 cm3 es decir 5cm dediámetro.Aplicar el factor de repoblación para cada programade fraccionamiento y para cada tipo de tumor en loscasos de RCMDF.Aplicar los criterios de optimización para seleccionarel tratamiento que ofrezca la probabilidad más alta dealcanzar el objetivo terapéutico y la probabilidad másbaja de complicaciones de los tejidos normales.

Se aplican las fórmulas siguientes:

A. Selección del número de fracciones "n" con soluciónpositiva de la dosis "d" en:[n ÷ (α/β)] x d2 + nd – DBE = 0 [6]

B. Selección de la dosis "d" con cálculo del número defracciones "n"n = DBE/d [1 + d ÷ (α/β) [7]

C. Factor de repoblaciónDBE = nd [1 + (d ÷ (α/β) – KT [8]

Donde K, expresado en Gy, es el factor de repobla-ción, que es importante en el meduloblastoma, elastrocitoma indiferenciado y el glioblastoma multiforme,tiene valores de 0.25 a 0.5 Gy por día durante untratamiento con duración de T días.11

Conclusiones

La radiobiología del sistema nervioso central y de susmalformaciones y neoplasias que son tratadas conradiación ionizante da sustento científico a la REDU y laRCMDF.El modelo lineal-cuadrático usa los parámetros dosis porfracción, dosis total y radiosensibilidad específica decada tejido normal y patológico, para cuantificar la dosisbiológica efectiva y las dosis isofectivas de distintosprogramas de radioterapia.El efecto cuantificado de la dosis recibida por los volúme-nes radiados sobre la respuesta a la radiación, marcalímites a las dosis toleradas por los tejidos normales.Las indicaciones primarias y las dosis permisibles de laREDU y de la RCMDF se modifican por la localización dela lesión en estructuras de mayor radiosensibilídad y enregiones elocuentes del SNC.La aplicación de los principios enunciados permite formu-

lar tratamientos con RCMDF con el mismo efecto que laREDU o alternativos por optimización del programaterapéutico.Para dar mayor certeza a las indicaciones del tratamientode las malformaciones arteriovenosas, los tumores be-nignos, los tumores malignos primados y las metástasisen el SNC son necesarios ensayos clínicos aleatorizadosbien diseñados.

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García-Sainz M.

572 MG Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003

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Resumen

Los últimos años del siglo pasado se caracterizaron por unavance en las neurociencias, impulsadas por los avances enotros campos como los sistemas computacionales y los sistemasde imagen, ambos sumados a la planeación de las aplicacionesneuroquirúrgicas como los sistemas estereotácticos, permitieronampliar los horizontes de una modalidad diferente enneurocirugía denominada Cirugía de Mínima Invasión. Dentrode ella quedó enmarcada la Radiocirugía, método medianteel cual se realiza, en una sola sesión, una entrega alta deradiación mediante haces centrados y colimados que permitenobtener un efecto radiobiológico en un blanco determinado(no mayor de 4.5 cm) sin afección de tejido adyacente. Ideadapor el Dr. Lars Leksell esta aplicación estereotáctica estabalimitada por la identificación, limites y estructuras adyacentesde un blanco elegido. En la actualidad forma parte importantedel arsenal médico para tratar lesiones intracraneales, sinrealizar una incisión por lo que se le ha llamado también"Cirugía sin bisturí". Así, el campo estaba dado pararadiocirugía mediante cuchillo gamma (gamma knife), sinembargo, se observó que dicha aplicación podía darse conotro tipo de equipos, uno de ellos de uso más o menos comúnen los centros de radioterapia como es el Acelerador Lineal,con un costo menor (aproximadamente 1 millón de dls contra3.5 millones de dls de un bisturí gamma) este tipo de aparatoestá llamado a ser de elección para Radiocirugía, sólo debecumplir con los requisitos adecuados para un buen control decalidad. Conscientes de que la tecnología aplicada a lasneurociencias será requerida en un futuro ya muy cercano, en1994, el CMN 20 de Noviembre adquirió una serie de equiposestereotácticos entre los que se incluye la radiocirugía. Despuésde una serie de adaptaciones en 1998 se realiza el primertratamiento de radiocirugía con Acelerador Lineal en larepublica Mexicana. Hasta la fecha se han realizado 38procedimientos con resultados satisfactorios.

Palabras clave: Radiocirugía, acelerador lineal, sistemasestereotácticos

Summary

The last years of the past century were characterized bygreat advances in the neurosciences, impelled by in advancesin other areas such as computing and imaging systems, bothassociated with the planning of neurosurgical applicationssuch as stereotactic systems. These advances allowed toextend the horizons of a different modality in Neurosurgery,named minimally invasive surgery. Within these applicationswas inserted Radiosurgery, a method accomplished in onlyone session, with a high deliver of radiation through concentricand collimated beams that permit to obtain radiobiologicaleffects on a specific target (no longer than 4.5 cm) withoutaffecting adjacent tissue. The idea of Dr. Lars Leksell, thisstereotactic technique was bound by identification limits andadjacent structures of the chosen target. With the advancesmentioned above, at present this application is a very importantpart of the medical arsenal to treat intracranial lesions withoutincisions, the reason it is also named “Knifeless Surgery”.Thus, the field was opened for radiosurgery with the Gammaknife. Nevertheless, it was observed that such applicationscould be afforded by the other kind of equipment; one the morecommoyn used in radiotherapy centers such as the linearaccelerator, with less cost (approximately 1 million UDS vs.3.5 million UDS of a gamma knife unit). This kind of devicetends to be the equipment of choice for Radiosurgery, and isonly obliged to fulfill adequate requirements of quality control.Conscious that the technology applied to the Neuroscienceswould be required in the near future, in 1994 "20 deNoviembre" National Medical Center acquired a set ofstereotactic equipment in which Radiosurgery was included.Making some adaptations (includeing linear accelerator,which the Center already had) in 1998, the first treatment ofRadiosurgery with linear accelerator was accomplished inMexico. Since that date, there have been 38 procedures withsatisfactory results.

Key words: Radiosurgery, linear accelerator, stereotacticsystems.

*Jefe de Sección de Neurocirugía Estereotáctica, Servicio de Neurocirugía, C.M.N. 20 de Noviembre, ISSSTE

III. Radiocirugia con acelerador lineal

Vicente O. Ramírez-Castañeda*

573Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003 MG

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Fundamentos de la radiocirugía estereotáctica

La radiocirugía es una modalidad de neurocirugía mínimainvasiva en la cual se aplica, en una sola sesión, una altadosis de radiación, en un sitio específico seleccionadoestereotácticamente sin daño a tejido o estructuras adya-centes.

Las técnicas estereotácticas han permitido a losneurocirujanos insertar instrumentos en el cerebro pararemover o crear lesiones de una manera segura y exacta(mediante coagulación o electrólisis para destruir peque-ñas lesiones)

En 1951 Lars Leksell (neurocirujano sueco) concibeque un haz de energía radiante puede reemplazar a lasagujas o electrodos utilizados en la cirugía estéreotácticapara tratar las lesiones antes mencionadas. En su des-cripción inicial del método, al cual se refiere como"radiocirugía", señala que se utilizó una unidad de 280kVacoplada a un equipo estereotáctico pero por su limitadapenetración para tratar un caso de neuralgia del trigéminoy una neurosis conversiva, se consideró utilizar una fuentealterna de radiación. Como opción se pensó en el ciclotróncon partículas cargadas de helio, pero tuvo la desventajade un alto costo de construcción y de mantenimiento, locual hizo poco viable este proyecto.

En 1968 este mismo científico inició el uso de fuentesde cobalto (60 fuentes colimadas y enfocadas) en unartefacto al que llamó Gamma Knife. La técnica teníaalgunas limitaciones como son: La dificultad para precisarlas características, límite y localización exacta de lalesión o el blanco elegido

Dos son los inventos que revolucionaron la cirugíaestereotáctica y la radiocirugía: La disponibilidad de lossistemas computacionales y la adquisición de imágenesmediante tomografía craneal computada, o por resonan-cia magnética ampliaron las posibilidades de aplicación ymejoraron la exactitud del tratamiento de radiocirugía.

Esto fue un gran avance dado que la radiocirugíadepende fundamentalmente de la precisión y exactitudespacial en la localización, forma (volumen) y límites delblanco a radiar sin importar su radiosensibilidad (a diferen-cia de la radioterapia convencional).

A finales de 1970 y principios de 1980 se adaptaronuna serie de aceleradores lineales para producir arcos deradiación colimados y enfocados con una alta tasa deradiación imitando así el principio de radiocirugía ideadopor Lars Leksell. Este artefacto menos costoso fue unaalternativa para el tratamiento de radiocirugía.

La experiencia clínica con acelerador lineal adaptadopara radiocirugía es reportada inicialmente en 1984 (cua-dro I), a partir de entonces se han instalado, en todo elmundo, un gran número de aparatos con este fin. En losprincipales hospitales y centros médicos hay un acelera-dor lineal para la administración de radioterapia, estosequipos se han utilizado para radiocirugía. En algunoscasos los apartados se han adaptado y en otros se cuentacon equipos dedicados específicamente a radiocirugía,por ejemplo en Estados Unidos se habían instalado 250aceleradores lineales para radiocirugía estereotácticahasta Agosto de 1994.

Vista esquemática de un tratamiento de radiocirugía con acelerador lineal, con un solo isocentro y nueve arcos de radiación

Ramirez-Castañeda V.O.

574 MG Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003

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Principios de la práctica Radioquirúrgica

Los elementos fundamentales de un adecuado tratamien-to radioquirúrgico incluyen:

1) Selección del paciente.2) Aplicación de un marco estereotáctico que nos permi-

ta localizar la lesión en forma espacial y exacta.3) Adquisición de imágenes tridimensionales de alta

calidad con la posibilidad de transferirlas al sistemade computo para la planeación de la dosis.

4) Un programa de computo que permita un plan óptimopara la entrega de la radiación.

5) Selección de una apropiada dosis de tratamiento6) Entrega precisa de la radiación de acuerdo al plan de

tratamiento.7) Cuidados clínicos y seguimiento imageneológico del

paciente radiado.

Todos estos elementos son críticos y cualquier des-cuido en alguno de ellos puede ocasionar resultadossubóptimos

El plan ideal de tratamiento debe entregar el 100% dela dosis de radiación deseada en el blanco a tratar yninguna en el tejido cerebral normal circundante. Esto noes posible en la realidad pero la meta primaria de laradiocirugía es desarrollar un plan con una dosis que cubraperfectamente la superficie del blanco (llamada conforma-ción) tan exacta como sea posible y que minimice laradiación al tejido que lo rodea. Además debe ajustar ladosis de radiación a estructuras críticas del cerebro (porejemplo nervio óptico, tallo cerebral).

De aquí se desprenden una serie de factores queinfluyen directamente en el resultado de la radiocirugía:

Aspectos técnicosAspectos del tratamientoIndicaciones de la radiocirugía.

Aspectos técnicos

Componentes necesarios para realizar radiocirugía en unacelerador lineal adaptado: 1)contar con un acelerador

Cuadro I

Autor Localización y año Sistema estereotáctico Patrón de los arcos Soporte del sistema Comentario

Betti y Derechinsky Coronal con arcos Isocéntrico montado La silla se movíaBuenos Aires Arg. Talaraich no coplanares en una silla en plano vertical,1984 cabezal en rotación

Colombo y Cols. Sistema Tipo Sagital con arcos No contaba conVicenza Ita. Arcos Radiales no coplanares colimadores1984 (Manufactura Local) secundarios/solo

colimador macro

Hartman y Cols. Sagital con arcos Montado en la mesa La mesa se mueveHeidelberg Ale. Riechert-Mundinger no coplanares en el plano horizonta/1985 cabezal en rotación

Lutz y Cols. Brown-Roberts-Wells Sagital con arcos Montado en un La mesa se mueveBoston EUA no coplanares soporte en el piso en el plano horizontal/1988 cabezal en rotación

Podgorsak y Cols. Olivier-Bertrand- Mesa y cabezal seMontreal Can. Talaraich Rotación Dinámica Montado en la mesa mueven al mismo1988 tiempo

Friedman y Bova Brown-Roberts-Wells Sagital con arcos Montado en un soporte Soporte de la mesaGainesville EUA no coplanares en el piso al cabezal para1989 estabilizar la rotación

sobre el isocentro

Mc Guinley y Cols Brown-Roberts-Wells Rotación Axial Soporte Isocéntrico Cabezal en posiciónAtlanta EUA en el piso fija mientras giran1990 el soporte al piso

con su silla

Radiocirugia con acelerador lineal

575Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003 MG

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:rop odarobale FDP

VC ed AS, cidemihparG

arap

acidémoiB arutaretiL :cihpargideMsustraídode-m.e.d.i.g.r.a.p.h.i.c

sustraídode-m.e.d.i.g.r.a.p.h.i.ccihpargidemedodabor

lineal con la capacidad de generar fotones en el rango de4 a 10 MeV; 2) que tenga un mecanismo apropiado deestabilidad que permita la relación espacial exacta delisocentro y las diferentes posiciones del cabezal y lamesa para el tratamiento con arcos no coplanares; 3) quecuente con los accesorios adecuados para fijar el equipoestereotáctico; 4) un freno a la mesa para estabilizar susmovimientos; 5) un cabezal que sostenga el aparatoestereotáctico (anillo); 6) una variedad de colimadores conaperturas que van desde los 4 a los 40 mm; 7) un sistemade posicionamiento mediante 3 sistemas de luz Láser fijaa la pared; 8) un sistema de localización estereotácticoque permita la adquisición de imágenes e identificacióndel blanco y que puedan ser transferidas a la computadoray 9) programas necesarios para desarrollar un plan detratamiento de radiocirugía estereotáctica.

Todo ello con un adecuado control de calidad queconsidere la dosimetría de cada uno de los colimadores(caracterización)

Factores que tienen influencia en la exactitud de ladosis entregada en radiocirugía:

I. Factores FísicosII. Factores de CálculoIII. Factores MecánicosIV. Factores Biológicos

El primero relacionado con la calibración del equipo, elsegundo relacionado con la adquisición de imágenes y laconfiabilidad de las mismas, el siguiente con la localiza-ción de un punto (isocentro) que pueda ser comprobado ytransferido de las imágenes al acelerador lineal y porúltimo aquellos inherentes al paciente (falta de hueso porcirugía previa o con una placa metálica, sobrepeso etc.)Cabe mencionar que a diferencia de la radioterapia con-vencional en la radiocirugía es necesario un alto grado deexactitud.

Aspectos del tratamiento

Un plan de tratamiento radioquirúrgico es un proceso quecompromete varios pasos.

Después de definir el volumen a tratar en las imágenesesterotácticas y realizar un traje de radiación a la medidadel blanco (ya que no siempre los blancos a tratar sonredondos); se debe decidir la dosis de radiación que debeser prescrita, de acuerdo con principios radiobiológicos ycon la experiencia radioquirúrgica se establece la dosisóptima para cada paciente.

Si bien el plan de tratamiento de radiocirugía conacelerador lineal puede variar por el tipo de acelerador y elsistema de cómputo usados, existen algunos términosque son universales y se deben conocer:

Isocentros o "Shots" Se refiere al punto esterotáctico(dado en coordenadas) en el cual se concentrara laradiación de todos los arcos noncoplanares, por lo generalse utiliza un máximo de 3 isocentros en radiocirugía conacelerador lineal (a diferencia del Gamma Knife en que losisocentros pueden ser más de 10).

Isodosis (líneas de) Son aquellas que muestran elporcentaje de radiación a partir del isocentro y que decaeal alejarse del mismo. En caso de múltiples isocentros,muestra el porcentaje de la dosis producto de la suma dedichos isocentros, nos sirve para observar la distribuciónde la dosis en el blanco elegido (figura 1).

Peso de un arco es la importancia que tiene ese arcononcoplanar con respecto al resto de los arcos y sirve paramodificar la forma y evitar radiar estructuras críticas delcerebro

Prescripción de la dosis es la cantidad de radiaciónindicada según las líneas de isodosis para tener el efectoradiobiológico esperado en el blanco, sin radiar tejidoadyacente, en acelerador lineal es determinada por elradiooncologo.

Optimización concepto según el cual se utilizarán losisocentros necesarios para cubrir el blanco en formauniforme (homogénea) y no permitir radiación a estructu-ras adyacentes. Existen algunos principios que permitendisminuir las complicaciones cuando existen estructurasimportantes adyacentes al blanco. Estos principios parala optimización de tratamiento incluyen:

1) Colocación del o de los isocentros basándose en lalocalización de estructuras anatómicas importantes,forma del blanco (tumor, MAV, etc.) y tamaño.

2) Selección del tamaño del colimador3) Determinación del recorrido de los arcos, tomando en

cuenta estructuras criticas4) Determinar el peso de los arcos para manipular la distribu-

ción de la dosis y homogeneidad dentro del tumor.

Figura 1. Representación esquemática en dos planos de lasLíneas o curvas de isodosis a partir de una dosis máxima en elnasion con caída de dosis al 90, 80, 70, 60, 50 y 40%, de la dosisadministrada.

Ramirez-Castañeda V.O.

576 MG Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003

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Como se mencionó en el punto tres, deben tomarse encuenta las estructuras cerebrales que son críticas ya seaporque son extremadamente importantes (elocuentes) oporque tienen baja tolerancia a la radiación, éstas puedenincluir nervios o áreas especificas del cerebro. La siguien-te tabla ilustra parte de estas estructuras:

Después de completar el plan de tratamiento el pasoa seguir es la selección de la dosis apropiada.

Algunos principios generales de dosis radioquirúrgicason los siguientes:

a. Primero No dañar. Seleccionar la dosis más bajaconocida que sea efectiva para el blanco elegido.

b. En blancos de gran volumen deberá disminuirse ladosis de radiación para evitar radionecrosis.

c. La dosis recibida por estructuras radiosensitivasadyacentes siempre debe ser tomada en cuenta.

d. Dosis bajas de radiación deben ser indicadas enáreas elocuentes del cerebro.

e. Dosis bajas deben ser indicadas en pacientes querecibieron previamente tratamiento con radioterapia(cuando la radiocirugía se utiliza como reforzamiento).

Aplicaciones de Radiocirugía con acelerador lineal

Antes de mencionar las aplicaciones de radiocirugía conacelerador lineal, que en realidad son las mismas que conbisturí gamma (Gamma Knife) y sólo difieren en el gradode exactitud y estabilidad del equipo utilizado, tenemosque decir que, en general, el control de calidad es la partemás importante de la radiocirugía y que incluye tres áreasprincipales que son:

Control de calidad en la adquisición de imágenesControl de calidad en los accesorios del acelerador linealControl de calidad en la entrega del tratamiento

En la actualidad existen aceleradores lineales dedica-dos a radiocirugía como el del sistema Novalis de Brain Labcuyo margen de error es igual al del Bisturí Gamma. Existenalgunas ventajas en los aceleradores lineales utilizadospara radiocirugía, equipados con colimadores multihojas (omilimétricos) que permiten manejar la radiocirugíaconformacional y el uso de radioterapia esterotáctica frac-cionada, que utiliza en lugar de una sola dosis de altaradiación y un anillo fijo al hueso, máscaras o sistemas defijación no invasivos y fracciona el tratamiento con la mismaexactitud de la radiocirugía (figura 2).

Las limitaciones para tratamiento con radiocirugía, es:

Tamaño de la lesión a tratar, no mayor de 3.5 cm enBisturí Gamma y no más de 4.5 cm en aceleradorlinealEstructuras cerebrales críticas que se encuentreninvolucradas dentro de la lesión a tratar

La principal indicación para tratar con radiocirugía unalesión ocupativa es aquella que no pueda ser tratada

Cuadro II. Ejemplos de dosis utilizadasen radiocirugía con acelerador lineal

Lesión Alcance de dosis (Gy.)

Malformación arteriovenosa 15 - 20

Neurinoma del acústico 10 - 15

Meningioma 12.5 - 17.5

Metástasis al cerebro 12.5 - 20

Glioma maligno ("boost") 12.5 - 20

Cuadro I. Estructuras críticas y su tolerancia a la radiación

Estructura crítica Máxima tolerancia en radiocirugía

Nervio ótico 800 cGy

Tallo cerebral y vía visual 1200 cGy

Área de broca, área de Wernicke,

vía motora 1500 cGy

Nervios craneales V, VII y VIII 1800 cGy

Nervios craneales III, IV y VI

(dentro del seno cavernoso) 2000 cGy.

Diencéfalo 1800 a 2000 cGy

Figura 2. Esquema que muestra la diferencia entre radioterapiaconvencional y Radioterapia conformacional. El tamaño del haz deradiación es además de colimado también modulado y repetido endiferentes ángulos para cumplir el efecto radiobiológico

Radiocirugia con acelerador lineal

577Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003 MG

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microquirúrgicamente o por cirugía convencional (aunquehay que reconocer que algunas lesiones no tienen res-puesta alguna a la radiocirugía.)

Las indicaciones más frecuentes para radiocirugía son:

Malformaciones arteriovenosasNeurinoma del acústicoMeningiomasMetástasisGliomasAdenoma pituitarioCraneofaringiomasTumores de la región pinealCordomasCarcinoma nasofaríngeoLesiones funcionales para tratar: dolor, desórdenesde movimiento (Parkinson) y epilepsia

Estas últimas son tratamientos que pueden sercontrovertibles, con anterioridad se había dicho que laradiocirugía no tenía nada que ofrecer pero nuevas expe-riencias sugieren que pueden incluirse en el tratamientoradioquirúrgico.

Cada una de estas indicaciones es evaluada por unacomisión multidisciplinaria cuando el tratamientoradioquirúrgico es con acelerador lineal, en dicha comi-sión están representadas las especialidades deneurocirugía, oncología y radioncología, física médica,imagenología y dependiendo del padecimiento a tratar,pueden participar otras especialidades médicas: psiquia-tría, endocrinología, neurología, pediatría, otras

Experiencia Clínica

Antes de mencionar la experiencia clínica en nuestrainstitución, comentaremos que existen algunos proble-mas que deben tomarse en cuenta, sobre todo en elámbito institucional, cuando se quiere realizar radiocirugíacon Acelerador lineal.

Problemas del personal encargado: tiempo de dispo-nibilidad capacitaciónProblemas del equipo como son: mantenimiento,licencias al día y control de calidadProblemas del material de consumo utilizado: radiogra-fías, contraste, vendas de fibra de vidrio y papelería

Estos obstáculos son parte de la experiencia que seadquirirá cuando se realiza radiocirugía con aceleradorlineal.

En agosto de 1998 se realizó el primer procedimientode radiocirugía con acelerador lineal en nuestra Institu-ción, Centro Médico Nacional 20 de Noviembre, que por

cierto fue el primer acelerador adaptado para radiocirugíaen la Republica Mexicana y el primero dentro de unaInstitución del Sector Salud.

Hasta el 31 de mayo de 1999 se realizaron 38 proce-dimientos de radiocirugía los cuales se distribuyen comose muestra en la gráfica siguiente (figura 3):

Los pacientes con malformacion arteriovenosa (MAV)cerebral se pueden agrupar según la clasificación deSpetzler-Martin (S-M) en:

8 pacientes con S-M Grado II10 pacientes con S-M Grado III9 pacientes con S-M Grado IV4 pacientes con S-M Grado V

El tamaño fue de 20 a 35 mm con un promedio de 27 mmEn 7 de las malformaciones arteriovenosas se había

realizado cirugía previa con resección parcial de la lesióno con clipaje de las arterias alimentadoras.

En 18 pacientes se cuenta con control radiológico, ymedición en estudio angiográfico y de angiorresonanciamagnética, el porcentaje de oclusión encontrado fue:

Oclusión del 100% 3 MAV con S-M grado III2 MAV con S-M grado II

Oclusión del 90% 1 MAV con SM grado IIIOclusión del 70% 2 MAV con S-M grado IIIOclusión del 60% 1 MAV con S-M grado II

1 MAV con S-M grado IIIOclusión del 50% 2 MAV con S-M grado II

1 MAV con S-M grado IIIOclusión del 40% 1 MAV con S-M grado III

1 MAV con S-M grado IVOclusión del 30% 3 MAV con S-M grado V

Figura 3

Ramirez-Castañeda V.O.

578 MG Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003

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En la siguiente figura se muestra la comparación entreestudio de angiografía y angiorresonancia.

El resto de malformaciones no cuentan con estudioscompletos o el paciente no ha regresado a control

Con respecto a los tumores tratados medianteradiocirugía tenemos lo siguiente:

Meningiomas del seno cavernoso 2Meningioma del peñasco y ángulo pontocerebeloso 1Tumor de la región pineal 1Adenoma hipofisiario 1

Todos ellos habían recibido cirugía previa con resec-ción parcial de la lesión

Resultado de radiocirugía:Adenoma hipofisiario productor de hormona del creci-

miento a 1 año de la radiocirugía:Control hormonal con niveles dentro de parámetros de

curación(actualmente 1 ng/mL)Tumor de la región Pineal, Tumor germinal mixto de

senos endodérmicos que previamente sólo recibió quimio-terapia, presentó deterioro neurológico transitorio y a dosaños de radiocirugía el control tumoral se observa sindatos de actividad

Dos de los tres meningiomas han permanecido sincrecimiento tumoral desde hace 1 año y desde hace 2años en el caso del meningioma del ala menor delesfenoides ha mostrado una reducción del 30 %.

En un caso de cingulotomía bilateral para tratar dolorde difícil control con cuadro depresivo agregado se ha

observado mejoría tanto en el control del dolor como en larespuesta a la terapia antidepresiva.

En otro caso de cingulotomía bilateral para tratamientode un problema obsesivo-compulsivo, la respuesta no hasido favorable según la última evaluación siquiátrica dejunio del 2001 (3 meses después del tratamiento), porquepersiste la misma sintomatología.

En la actualidad nuestro sistema de radiocirugía seencuentra detenido por falta de un dosímetro para lacalibración y caracterización de los haces de radiación

Esperamos reiniciar actividades a partir denoviembre del año en curso

Para finalizar traemos a colación las palabras de uno delos pioneros en dicha aplicación para caracterizar a losequipos radioquirúrgicos.

"Todos los grupos que realizan Radiocirugía debenapegarse a los más altos estándares de calidad posible,siendo cada uno de ellos, responsable de verificar yadecuar sus sistemas radioquirúrgicos, también de laselección del paciente así como de involucrar a todo elgrupo de radiocirugía para aportar los más recientesconocimientos de su campo, continuar con un seguimien-to estricto y reportando los resultados honestamente paraque todo pueda ser verificado y reproducido en otroscentros". (William A. Friedman)

Gracias

Radiocirugia con acelerador lineal

Figura 4. Gráfica de porcentajes comparativos d eocuslión con angiografía y agioresonancia a 12 meses del tratamiento.Rao R. (5.26) = 1.11; p<0.3839

579Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003 MG

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Resumen

La radiocirugía es la administración de altas dosis deradiación a un volumen intracraneal pequeño y bien definido,localizado por medio de un sistema de estersotaxia y aplicadopor medio de múltiples haces de radiación angostos yconcéntricos. Por su naturaleza, este procedimiento demandaun control de calidad muy estricto, independientemente deltipo de sistema utilizado. La técnica fue desarrollada yaplicada por primera vez por el médico neurocirujano LarsLeksell de Suecia en 1951. A partir de entonces se handesarrollado vados sistemas basados en el mismo principiopero con diferentes fuentes de radiación. Los sistemas másutilizados actualmente son el Gamma Knife y el aceleradorlineal modificado. Se explica brevemente en qué consistecada sistema y se describen los parámetros de control decalidad generales para la radiocirugía y específicos paracada uno de los dos sistemas más usados.

Palabras clave: Aceleradores de partículas, control decalidad, estereotaxia, gamma knife, radiocirugía.

Summary

Radiosurgery is the delivery of high radiation doses to asmall, well-defined intracranial target, localized by means ofa stereotactic system and delivered through multiple, narrowconcentric radiation beams. beams of its nature, radiosurgerydemands a very high level of quality control, independentlyof the system, used. The technique was first developed andapplied by Lars Leksell, a neurosurgeon from Sweden, in1951. Since then, several systems have been developed underthe same principle but with different radiation sources. Themost frequente systems at preent include the Gamma Knifeand the modified linear accelerator. In present paper, eachsystem is briefly explained and general quality controlparameters for radiosurgery are described, in addition tospecific parameters for the two most frequently used systems.

Key words: Gamma knife, Particle accelerator, quality control,radiosurgery, stereotactic.

*Unidad Gamma, Médica Sur, Sección de Radiocirugía y Radioterapia Estereotáctica de la Sociedad Mexicana de Cirugía Neurológica

IV. Radiocirugía: parámetros de control de calidad

Ramiro del Valle-Robles* Patricia Rojas-Castillo*

La radiocirugía es un procedimiento neuroquirúrgico queconsiste en la aplicación de altas dosis de radiación a unvolumen intracraneal pequeño y bien definido, localizadopor medio de un sistema de estereotaxia y aplicado pormedio de múltiples haces de radiación angostos yconcéntricos. Esta técnica permite concentrar la radia-ción en el volumen blanco de tal forma que la caída dedosis en la periferia es muy rápida por lo que las estruc-turas cercanas al blanco reciben una dosis mínima.

Quizás más que otras disciplinas médicas, laradiocirugía requiere de un estricto control de calidad, elcual tiene como objetivo principal lograr un balance óptimoentre 13 máxima probabilidad de cura y un nivel aceptablede complicaciones.1

La radiocirugía fue desarrollada y aplicada por primeravez para tratamientos funcionales por el doctor LarsLeksell en 1951, utilizando el principio de estereotipia y un

equipo de rayos x de ortovoltaje, el cual movía endiferentes direcciones sobre la cabeza del paciente paralograr el efecto anteriormente mencionado. Posteriormen-te en 1958 utilizó un haz de protones generado en unciclotrón de la Universidad de Uppala, Suecia. Sin embar-go, en la búsqueda de un equipo más simple y menoscostoso, el profesor Leksell diseñó un equipo que utilizaba179 fuentes de Co-60 para producir rayos gammaconcéntricos, esto dio lugar a la primera unidad Gammacon la que se administró el primer tratamiento en 1967.2

En los años posteriores se han desarrollado sistemasque utilizan otros tipos de radiación, además de losprotones y los fotones gamma, como iones pesados yrayos x de alta energía producidos en aceleradores linea-les.

Los sigemas que actualmente se utilizan pararadiocirugía son los siguientes:

580 MG Gac Méd Méx Vol. 139 No. 6, 2003

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Unidad Leksell Gamma Knife (rayos gamma)

Este equipo consta de tres partes principales. la unidad deradiación, la mesa de tratamiento y los casos colimadoresde 4. 8. 14 y 18 mm de diámetro nominal. La unidad deradiación contiene 201 fuentes de Cobalto 60 dentro de unblindaje de hierro de 40 cm de espesor distribuidas en unanillo y un sistema de colimación primaria. La mesa detratamiento consiste en una mesa fija y una deslizaba quetiene un soporte para colocar los cascos colimadores. Parala administración del tratamiento, el paciente se fija colocan-do la lesión centrada en el casco colimador, por medio de lacolocación de las coordenadas Y y Z en el marco estereotáxicoy fijando al paciente con dos soportes que indican el eje X.Una vez que el paciente está fijo, la camilla se desliza hastaque el casco colimador se acopla con el sistema decolimación primaria y se inicia la administración de la dosisde radiación.

Ciclotrón (haz de protones, iones pesados)

Los haces de protones o iones pesados se obtienen deun ciclotrón. El ciclotrón es un acelerador de partículasformado por dos estructuras semicirculares conductorasque se colocan entre los polos de un magneto decorriente directa conectado a un oscilador de alta fre-cuencia y alto voltaje. Para producir los protones, selibera hidrógeno en el centro del ciclotrón y se bombar-dea con electrones provenientes de un filamento detungsteno de tal forma que se crea una fuente de ionespositivos o protones. Estos protones son atraídos por elsemicírculo con polaridad negativa que los hace viajar auna velocidad constante en el círculo creado por elcampo magnético hasta que los protones emergen delsemicírculo.3 Si los protones llegan al espacio entre lossemicírculos justo cuando el campo eléctrico cambia dedirección, se aceleran y son jalados hacia el otro semi-círculo, ganando velocidad y así sucesivamente hastaque se logra la energía deseada y se puede enviar el hazhacia un sistema de colimación y atenuadores paratratamiento. En este sistema, no se puede girar el haz deprotones o iones pesados con su sistema de colimaciónsobre el paciente, por lo que tanto el sistema de fijacióncomo la mesa de tratamiento se deben mover en variasdirecciones sobre el isocentro del sistema. Normalmen-te el tratamiento se administra con cuatro a once cam-pos y tamaños de campo de 6 a 80 mm.4

La principal ventaja del tratamiento con protones oiones pesados sobre el tratamiento con fotones gammao rayos X es su distribución de dosis en profundidad, yaque presentan el pico de Bragg debido a que tienen unalcance finito. Este pico de Bragg puede ser ajustado enprofundidad y en anchura para conformar perfectamente

el volumen blanco y minimizar la dosis que alcanza lasestructuras adyacentes y por lo tanto administrar unamenor dosis integral al cerebro.5

Acelerador lineal dedicado y modificado (rayos x dealta energía)

El acelerador lineal es un equipo que consiste en una guíade onda al vacío donde se aceleran electrones a velocida-des muy altas por medio de ondas electromagnéticas deafta frecuencia. Estos electrones se hacen incidir en unmaterial de alto número atómico para producir rayos X. Pararadiocirugía se utilizan rayos X de energías nominales de 6y 10 megavolts. El acelerador lineal está diseñado de talforma que todas sus elementos (cabezal, mesa ycolimadores) giran sobre un punto común o isocentro.Además de esto, se cuenta con tres o cuatro rayos láserpara alinear al paciente con dicho isocentro.

Para poder utilizar un acelerador lineal convencional entratamientos de radiocirugía, se deben realizar modificacio-nes, para mejorar la coincidencia de giro de la mesa,cabezal y colimador dentro de una esfera de 1 mm de radioy mejorar también la estabilidad de la mesa de tratamiento.Asimismo, se requiere adaptar un sistema de fijación delmarco que puede ser de tipo pedestal o fijo a la mesa detratamiento y un sistema de colimación terciada paraobtener los tamaños de campo utilizados en radiocirugía.Los colimadores utilizados en los sistemas de aceleradorlineal modificado varían entre 5 y 40 mm de diámetro,5

mientras que los sistemas de aceleradores para radiocirugíaincluyen en colimadores de diámetro menor y mayor quelos mencionados y colimadores micromultihoja que propor-cionan mayor conformación para volúmenes de tratamientomayores a 3 cm de diámetro.

Para administrar el tratamiento, se coloca el pedestal oel adaptador a la mesa, se coloca al paciente fijando elmarco en el adaptador, se fijan las coordenadas de trata-miento y se alinea con respecto a tres indicadores láserque previamente se alinearon con el isocentro mecánicodel equipo. Una vez alineado, se administra el tratamientocon arcos no coplanares por medio del giro del transpor-tador, modificando el ángulo de la mesa de tratamiento.Sobre el mismo isocentro se administran de 4 a 11arcos.

Acelerador lineal robótico guiado por imágenesCyberKnife (rayos x de alta energía)

El CyberKnife es un acelerador lineal pequeño queproduce rayos X de 6 MV montado sobre un brazorobótico con seis grados de libertad, es decir, puedevariar la distancia foco-isocentro, la dirección por ángulo

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y la velocidad. Esta tecnología no utiliza marcoestereotáxico sino que tiene integrados dos sistemasortogonales de rayos x que transmiten en tiempo real laimagen del paciente y realizan modificaciones para dirigirel haz hacia el volumen de tratamiento comparando estasimágenes con radiografías digitales reconstruidas de lasimágenes de tomografía computarizada utilizadas para laplaneación de tratamiento.6 Actualmente este equipo yaestá autorizado en Estados Unidos, ha sido usado paratratamientos en cráneo y sigue en investigación paraaplicar tratamientos de otras partes del cuerpo.2

De los sistemas anteriores, actualmente los másutilizados son el equipo Leksell Gamma Knife y losaceleradores lineales modificados, el primero, por susimplicidad y exactitud es el "estándar de oro" de laradiocirugía y el segundo por la disponibilidad de losaceleradores lineales en los centros de radioterapia con-vencional y porque la inversión inicial que requiere esmenor que la de otros sistemas. Las otras tecnologíaslistadas representan una inversión muy alta para suadquisición y para el control de calidad y mantenimiento,otros casos se encuentran aún en etapas de prueba comoel Cyberknife.

Aunque diferentes en diseño y funcionamiento, todoslos sistemas de radiocirugía requieren los mismos pasospara definir los parámetros de control de calidad. En cadauno de estos pasos, se pueden definir, conocer, controlary suprimir errores, para evitar que los errores pequeños sesumen y resulten en una desviación muy grande.

1. Colocación del marco estereotáxico2. Localización y definición del volumen blanco3. Planeación del tratamiento4. Administración de la dosis

A continuación se analiza cada uno de los instrumen-tos utilizados durante este procedimiento y se describenlos parámetros a verificar para disminuir errores y asegurarla calidad del tratamiento.

Marco estereotáxico

Todos los sistemas de estereotaxia, cualquiera que seael tipo, tienen una tolerancia mecánica, que limita laexactitud con la que se puede localizar un punto físicodentro del espacio estereotáxico. Esta tolerancia puedeser hasta de 2 mm, dependiendo del tipo de marcoutilizado, aún entre marcos del mismo tipo pueden encon-trarse diferencias importantes.7

De acuerdo al tipo de marco y al sistema de radiocirugíautilizado, el médico neurocirujano tiene que verificar que lacolocación del marco sea óptima y que durante todo elprocedimiento el marco permanezca en la misma posi-

ción, ya que este es la base para la planeación y adminis-tración del tratamiento. Es recomendable que se cuentecon un sistema independiente que pueda determinar cuan-do el marco se haya movido, por ejemplo, los cascosincluidos en los sistemas Leksell Gamma Knife y Radionics,con los cuales se mide el contorno craneal en relación conla colocación del marco. También puede realizarse estamedición con el arco que se utiliza para las biopsiasguiadas, ya que es posible medir ángulo y profundidad conel marco y marcar sobre el cráneo del paciente.5

En algunos sistemas de radiocirugía como el de haz deprotones o el CyberKnife no se utilizan marcosestereotáxicos, en cambio utilizan marcas anatómicasexternas sobre el cráneo del paciente para la localizacióny planeación, y posteriormente, para el tratamiento utilizanradiografías ortogonales o radiografías digitales reconstrui-das para reproducir y vigilar la posición del paciente duranteel tratamiento.4,6

Imágenes para planeación del tratamiento

En todos los sistemas, una de las etapas más importantesdel procedimiento es la localización y definición del volu-men blanco, la cual se realiza por adquisición de imágenespara la planeación del tratamiento. Por tal motivo, esnecesario determinar la resolución y distorsión geométricade las imágenes por RM, TAC y angiografía utilizadas paratal localización.

La resolución de las imágenes se refiere al tamaño depixel y los espesores de corte que pueden proporcionar losequipos de imagen, lo cual en cierta medida limita laexactitud con la que se puede localizar un punto específicoo determinar los bordes del volumen de tratamiento.

La difusión de las imágenes se refiere a desplazamien-tos de puntos o a una escala incorrecta.8 especialmentepara las imágenes por resonancia magnética y angiografíadigital.

En las imágenes por resonancia magnética son variaslas posibles fuentes de distorsión entre las que se encuen-tran la inhomogeneidad de campo magnético, la suscepti-bilidad magnética inducida por objetos y los desplazamien-tos químicos.8 Para determinar la distorsión específica decada equipo, es necesario realizar verificaciones consimuladores especiales.

Estos simuladores deben reunir las siguientes caracte-rísticas:

Simular en forma y peso al cerebro humano y si esposible, en densidad y número atómico efectivo decada una de las estructuras del cerebro.Ser capaz de adaptarse al marco estereotáxico enuso para determinar la posible distorsión inducida porel mimo.

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Contener indicadores puntuales o volumétricos co-nocidos y definidos físicamente en el espacioestereotáxico.

Las imágenes de angiografía digital presentan unadistorsión causada por el intensificador de imagen, lo cualresulta en desplazamiento de puntos y alargamiento deimágenes. Para poder usar estas imágenes en la localiza-ción y planeación de tratamiento de malformacionesarteriovenosas se requiere el uso de software de correc-ción de distorsión basado en una matriz generada a travésde la imagen de un simulador adquirida bajo los mismosparámetros que las imágenes ortogonales del cráneo delpaciente.9

Sistemas de plantación

Actualmente, todos los sistemas de radiocirugía disponiblescomercialmente incluyen un sistema de plantación dedicado.Éstos deben tener las siguientes opciones o característicaspara asegurar la calidad de los tratamientos:10

Adquirir las imágenes por medio de fibra óptica oalgún otro medio de respaldo de imágenes. Lossistemas que utilizan digitalizadores de imágenespueden distorsionar o modificar la resolución de lasimágenes originales.Determinar si las imágenes tienen una distorsióninaceptable para el procedimiento.Que el usuario pueda definir el volumen de tratamien-to y otras estructuras críticas adyacentesQue el usuario pueda definir en qué medida o locali-zación requiere proteger estructuras críticas. En elcaso del Gamma Knife, el sistema de planeacióndebe ser capaz de definir un patrón de obturaciónautomático para proteger estructuras o modificarisodosis. En el caso de los sistemas de aceleradorlineal debe ser posible definir la restricción de losarcos para obtener el mismo efecto.Calcular histogramas dosis-volumen para evaluar lacobertura o conformación del volumen blanco con laisodosis de tratamiento y determinar, en base avolumen, la dosis recibida por las estructura críticasadyacentesReproducir con exactitud todos los accesorios ymodificadores que se utilizan para el tratamiento. Enel caso de Gamma Knife, los obturadores de fuentes,en el caso de aceleradores lineales, los colimadoresde cerrobend confórmales o colimadoresmicromultihoja, en los ciciotrones los reguladores dealcance y atenuadores.Prevenir o validar todas aquellas situaciones quepudieran resultar en daños al paciente o al equipo.

Si el sistema de planeación además de imprimir losparámetros de tratamiento también proporciona una im-presión de una plantilla para tratamiento, es necesarioverificar la calidad de la impresión antes del tratamiento.

Equipos para la administración de tratamiento

Para cada tecnología se tienen que definir los parámetrosa verificar durante los procedimientos de aceptación delequipo y de rutina, considerando las variables que podríanafectar la exactitud y precisión del tratamiento:

El parámetro más importante a verificar en todos lossistemas es la precisión y exactitud en la administracióndel tratamiento, además de la seguridad radiológica delpaciente. Entre un sistema y otro varía la frecuencia conla que se realizan las verificaciones, la cual depende deldiseño, de la probabilidad de cambio en algún parámetroy de las consecuencias de un posible cambio.

Leksell Gamma Knife

Como sé describió anteriormente, en el equipo GammaKnife todo el sistema permanece estático durante laadministración del tratamiento, la radiación proviene defuentes de las cuales se pueden predecir la variación enla tasa de dosis por decaimiento, de tal manera que sonmuy pocos los parámetros que pueden afectar la precisióny exactitud, por lo que la probabilidad de cambio esmínima. Por tal motivo, antes del primer tratamiento deldía se deben verificar los sistema de seguridad y deemergencia, y realizar la revisión completa del ciclo detratamiento y contadores de tiempo, indicadores de radia-ción, movimiento de la camilla y el funcionamiento deparos de emergencia.

Semanalmente se deben verificar otros parámetroscomo la alineación dentro de una tolerancia de 0.1 mmentre el sistema de colimación primaria con los colimadoresfinales que son los cascos colimadores así como laintegridad de los ejes de fijación al casco colimador (ejex). La exactitud, reproducibilidad y linealidad de loscontadores, la dosis de transporte y la tasa de dosisabsorbida para el casco colimador de 18 mm se debeverificar mensualmente. Semestralmente se deben reali-zar mediciones de niveles de radiación en el blindaje delequipo, en las colindancias de la sala de tratamiento ytomar frotis para verificar que no exista fuga de materialradiactivo. Anualmente se deben realizar mediciones dedistribución espacial de dosis, coincidencia del isocentromecánico con el radiológico (que debe estar dentro deuna tolerancia de 0.5 mm) y factores relativos de tasa dedosis para los tres cascos colimadores más peque-ños.5,11

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Acelerador lineal

Para administrar tratamientos de radiocirugía con estosequipos, es necesario el movimiento del transportador y lamesa de tratamiento, además se utilizan los indicadoresláser para alinear al paciente. Por lo tanto, además delcontrol de calidad requerido para la radioterapia convencio-nal, es necesaria la implementación de un programa decontrol de calidad muy estricto que incluya verificacionesdiarias, semanales, mensuales y anuales.

Como parte del programa de control de calidad delacelerador lineal para radioterapia convencional las verifi-caciones diarias deben incluir la constancia de dosis,aplanado y simetría para un tamaño de campo de 10 x 10cm y para cada energía. Además, se debe verificar elfuncionamiento de sistemas de video e intercomunicación,interruptores de tratamiento, tamaño de campo,distanciador óptico y alineación de los indicadores láser.Antes del tratamiento se debe verificar la alineación de losejes mecánicos del transformador, mesa, colimador yposteriormente la alineación de los indicadores láser conisocentro mecánico de la unidad dentro de una esfera de1 mm. Se debe verificar, con un sistema especial como eldiseñado por Lutz, la coincidencia de un blanco simuladocolocado en el isocentro centrado por los indicadoresláser con el campo de radiación para diferentes ángulos decabezal y mesa.5,12 Una vez fijo el paciente en la mesa detratamiento con las coordenadas del isocentro, debentomarse placas de verificación en campos ortogonales(lateral y ap) para compararlas con las imágenes sagitaly coronal utilizadas durante la planeación y verificar sucoincidencia. Por seguridad del paciente y del equipo,verificar manualmente los arcos para evitar posibles coli-siones durante el tratamiento.

Mensualmente debe verificarse la tasa de dosis absor-bida para el campo de referencia en radioterapia (usual-mente 10 x 10) y por lo menos en uno de los colimadoresutilizados en radiocirugía, la alineación de los ejes mecá-nicos dentro de una esfera de 1 mm de radio y la alineaciónde los indicadores láser, además de verificar que losindicadores láser opuestos sean coplanares. Se debeverificar también la linealidad y reproducibilidad de lascámaras de ionización monitoras del equipo. Anualmentedeben verificarse los factores de campo para cada tamañode colimador, TMR para cada tamaño de colimador yperfiles de dosis.5

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Sustituye la radiación a la cirugía?

La medicina es una ciencia cambiante, en continuo desarro-llo. La investigación y la experiencia clínica favorecen nues-tros conocimientos, en particular para la atención adecuadade los pacientes. Esto se refleja fehacien-temente en estetema, si bien Harvey Cushing introdujo la radioterapia comocoadyuvante de la cirugía para el manejo de los tumorescerebrales desde hace 80 años. La cirugía y la radioterapiafraccionada han sido modalidades bien establecida y prome-tedoras en el tratamiento de gran número de patologías delsistema nervioso. Se ha buscado mejorar sus resultados yevitar sus efectos indeseables, a través de una mejorselección de pacientes, del desarrollo e innovación detecnologías y una mejor compresión de los efectos biológi-cos del tratamiento. Los avances han proporcionado instru-mentos para la planeación asistida por computadora yneuroimagenología anatómica y funcional. Por otro lado, elestudio de la radioterapia convencional ha permitido conocerlos factores que determinan la efectividad de la radiación y laradiosensi-bilidad celular, mismos que deseamos puntuali-zar brevemente. Entre los primeros se Encuentran 1) el tipode radiación, siendo los neutrones y partículas a másagresivas que los fotones y electrones, 2) la calidad de laradiación de forma tal que a menor nivel de energía esmayor la efectividad en términos de letalidad celular, 3) latransferencia lineal de energía, que aumenta la destruc-ción celular, y 4) la dosis fracción utilizada, ya que, con elaumento de dosis fracción, aumentan las probabilidadesde reparación de daño por radiación y, consecuentemen-te, la sobrevida. La radiosensibilidad celular a su vezdepende de 1) la disponibilidad de oxígeno para reaccionarcon radicales libres de manera que una célula másoxigenada es más radiosensible, 2) las fases del ciclocelular, siendo radiosensibles las fases G2, M y Gl tardía,y radiorresistentes G0, S y G1 temprana, 3) la radiosensibili-dad intrínseca que refleja la habilidad celular para reaccio-nar y reparar DNA y su capacidad para evitar dañooxidativo, y 4) el microambiente nutricional y metabólico.

Probablemente, el mayor adelanto en la aplicación deesta gama de conocimientos y desarrollo tecnológico, hasido el advenimiento de la llamada radiocirugía, definidadesde 1951 por Lars Leksell. Para 1968, él mismo habíadiseñado un sistema con potencial de radiación para

aplicación en humanos, basado en el potencialradiobiológico de una fracción aislada. En el cual seasocia el uso del marco de estereotaxia con 201 fuentesde cobalto (gamma knife de Leskell) o con aceleradorlineal. Esta técnica de invasión mínima, permite la aplica-ción de una dosis de radiación alta en una sola sesión aun blanco (tejido sólido neoplásico o malformación vascu-lar), que no contiene "tejido normal". Por otro lado, permitela radiación en forma aislada de un volumen mínimo detejido normal en la zona de gradiente de radiación.Algunos de los efectos de la radiocirugía son probable-mente efectos vasculares indirectos más que citotóxicosdirectos. El papel de la radiocirugía para tumores malig-nos de respuesta rápida como las metástasis o lasneoplasias gliales se debe muy probablemente alreforzamiento de la efectividad radiobiológica de la frac-ción aislada. De manera similar, los esquemas fracciona-dos limitados mantienen parte de los efectos tisulares dela radiocirugía, en forma más constante que cuando seutilizan fracciones múltiples. No existen datosradiobiológicos en vivo para establecer el número adecua-do de fracciones para obtener la respuesta deseada conel menor efecto sobre el tejido circndante, aunque existeconsenso tácito en que en estos casos "menos es más".

Con base en este preámbulo y en las diversas pláticasde este simposio se pueden apreciar las bondades de estanueva modalidad con tasas de morbimortalidad mínimas,surgiendo la pregunta tema de esta plática: puede laradiocirugía sustituir a la cirugía? Debemos comenzardiciendo que actualmente la radiocirugía constituye uninstrumento fundamental en los grandes centrosneuroquirúrgicos y que ha sido utilizada con eficacia enpacientes cuidadosamente seleccionados con patologíasvasculares, especialmente malformaciones arteriovenosas;tumores benignos, particularmente neurinomas del acús-tico, meningiomas y adenomas hipofisiarios; tumoresmalignos, especialmente metástasis y tumores gliales;así como en una pequeña proporción de patologías funcio-nales como neuralgia del trigémino y dolor. Las llamadasfórmulas de prescripción ayudan en la selección de dosis,y están basadas en localización de la lesión, histología,volumen, edad del paciente y el menor riesgo estimado dedaño postradiación (fórmula logística integrada).

**División de Neurocirugía, Neurocirugía Funcional, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía,Sistema Nacional de Investigadores, Titular I

V. ¿Sustituye la radiación a la cirugía?

Mario A. Alonso-Vanegas**

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Un veredicto sobre el papel que debe desempeñar laradiocirugía como complemento o suplemento de lacirugía y otras alternativas terapéuticas (quimioterapia yradioterapia) debe basarse en la revisión y análisis de lasexperiencias, muchas veces fortuitas, en diversos cen-tros internacionales sus resultados e indicaciones enpatologías específicas. Si bien desde su inicio laradiocirugía se ha utilizado para el tratamiento de todosy cada uno de los tumores o lesiones del sistemanervioso, se deben revisar las indicaciones precisas,puntualizando casos específicos.

Se considera la radiocirugía como elección primaria enlos schwanomas de reciente diagnóstico, recurrenteso residuales, menores de 3 cm de diámetroextracanalicular, poniendo atención en el hecho deque el uso de colimadores grandes y pocos isocentrosaumenta la morbilidad de nervios craneales. De hecho,los principales efectos secundarios, parálisis facialparcial y/o hipoestesia facial en el territorio del trigéminohomolateral se han reducido considerablemente con ladisminución progresiva de la dosis utilizada. Por otrolado, estas neuropatías generalmente son regresivas,a diferencia de las modificaciones auditivasposradiación, que frecuentemente son progresivas yde aparición más tardía.Se consideran indicaciones los meningiomas recurren-tes, residuales y de reciente diagnóstico de tamañopequeño, especialmente en base de cráneo y sagitales.La radiocirugía no es una opción en los meningiomas dela convexidad. En muchos centros se utiliza también entumores muy cercanos al nervio óptico.En adenomas de hipófisis, la mejor opción terapéu-tica sigue siendo la microcirugía, sin embargo, encasos en que no se requiere reducción rápida de losniveles hormonales pero se quiere conservar la fun-ción pituitaria, debe considerarse la radiocirugía comomodalidad terapéutica. Permanece controvertible quémodalidad adyuvante: radiocirugía o radioterapia con-vencional es de mayor beneficio para un pacientecon tumor residual o recurrente después de laresección inicial. La radiocirugía no debe contem-plarse como alternativa en pacientes con compresiónsignificativa del quiasma óptico por el riesgo de pérdidavisual posradiación.Cabe señalar que los resultados óptimos con estatécnica se obtienen precisamente cuando el volumen dela lesión puede hacerse coincidir de manera precisa conel volumen de radiación. Sin embargo, en el caso de lostumores malignos, por la naturaleza de los límites maldefinidos con tejido necrótico e hipóxico en sus bordes,esto es imposible de lograr, por está razón la modalidad

tiene sus limitaciones en casos de tumores gliales. Sinembargo, se ha utilizado después de la citoreducción,como refuerzo de la radioterapia convencional.En casos de metástasis, se ha probado la eficacia dela radiocirugía en términos de control de crecimientotumoral en lesiones múltiples pequeñas. Los resultadosmás favorables se han obtenido con cáncer de mama.Como es esperado, las mayores tasas de sobrevida seobtienen en pacientes sin evidencia de enfermedadsistémica activa. Existe controversia en cuanto a indi-carla en pacientes con tumores solitarios metastáticosde 2cm. En los pacientes con tumores mayores de 3 cmcon efecto de masa considerable, el tratamiento ade-cuado es la resección quirúrgica seguida de radiotera-pia, si lo justifica la patología sistémica. Sin embargo,puede utilizarse radiocirugía para enfermedad intracranealadicional o recurrente. El uso de las técnicas deradiocirugía ha contribuido al cambio en el manejointegral de los pacientes con tumor metastásico.El tratamiento de las malformaciones arteriovenosas(MAV) requiere de una colaboración estrecha y con-senso entre neurocirujanos, radiólogos y radiotera-peutas. El plan de tratamiento debe definirse conjun-tamente en base a la exigencias de la radioterapia, lascaracterísticas angioarquitectónicas del nido y lasáreas funcionales vecinas. Se ha propuesto laradiocirugía como elección en MAVs pequeñas, demenos de 2.5 cm con drenaje superficial en un área nofuncional, o de acceso quirúrgico difícil (ganglios basa-ses, p.e.), o bien en lesiones residuales que no hanpodido ser eliminadas tras cirugía o embolización. Losresultados obtenidos (con el latente riesgo de recidivao sangrado) han sido muy variados en los diferentescentros, la obliteración se ha logrado en 12-24 mesessólo en 80-85% de las mejores series.Como se ha mencionado ya, aunque la indicacióninicial del gamma knife fue neurocirugía funcional, laexperiencia en esta modalidad no ha sido tan extensa.En tratamientos de movimientos anormales, el augede "blancos mudos" que pueden ser localizados conprecisión, augura un mayor uso de la radiocirugíafuncional. El número de pacientes de neuralgia deltrigémino es reducido, aparentemente los resultadosson alentadores con poca incidencia de hipoestesiafacial. Por otra parte, la cirugía de epilepsia se encuen-tra en fase experimenta aunque se ha utilizado conéxito como alternativa en la destrucción de focosepileptogénicos localizables. En lo personal consideroque el campo de la radiocirugía es limitado porque lastécnicas que hoy día se tienen para definir la actividadfuncional (electrocorticografía, SPECT ictal PET, etc.)son más compatibles con cirugía abierta.

Alonso-Vanegas M. A.

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En el futuro se vislumbra la incorporación de técnicasque tienen por objeto incrementar la excelencia terapéuti-ca, tal es el caso de las estrategias de terapia génica parael manejo de tumores malignos, específicamenteglioblastoma multiforme. Entre éstas se pueden citar: lossistemas de activación de profármacos, genes relaciona-dos con la supresión tumoral y ciclo celular, inhibición defactores de crecimiento y receptores, antiangiogénesis,virus oncolíticos, etc. Hemos utilizado en el laboratorio,ratones atímicos nu/un, en los cuales se introducen célulasmalignas U87 que han sido manipuladas genéticamentepara expresar el gen Escherichia coli LacZ que codifica b-galactosidasa. La sobreproducción del gen supresor tumoralp53 que se introdujo a la masa tumoral mediante unadenovirus produjo muerte celular rápida de las célulastumorales a través del mecanismo de apoptosis. Aún más,al combinar esta técnica con radiación la expresión del genp53 aumentó considerablemente, lo cual sugiere que lacombinación de varias técnicas tienen un efecto sinérgico.

Resumiendo nuestro pensamiento ecléctico y ante lanecesidad de resolver la pregunta planteada debemos decirque, definitivamente la radiocirugía no sustituye a la cirugíamás bien se comporta como una parte en el todo queconstituye el armamento neuroquirúrgico.

Como en otras modalidades terapéuticas, el éxito de laradiocirugía es multifactorial. Entre los principales factores,deben recalcarse, por un lado, la cuidadosa selección delos pacientes valorando el riesgo-beneficio con respecto alas modalidades convencionales, y el tipo, tamaño ylocalización de la lesión. Por otra parte, el éxito tambiéndepende de un control de calidad estricto, de una adecuadainterpretación de imágenes y localización anatómica yfuncional del blanco además de una planeación adecuadade dosis, tamaño de colimadores y número de isocentros.

El estudio de los hallazgos imagenológicos y la definicióntridimensional de la dosimetría precisan de la colaboraciónde un equipo multidisciplinario, que incluye neurociru-janos, radioterapeutas, físicos y técnicos en informática.

La evaluación científica del beneficio deberá aguardarlos resultados de los estudios aleatorizados y comparati-vos a largo plazo, teniendo en cuenta tanto la larga historianatural de algunas de estas patologías (p.e. meningiomas),como el retraso en la aparición de las complicaciones oefectos secundarios de la radiación. Aun en los centrosmás versados en estas técnicas, la experiencia acumuladarebasa apenas una década y en sus inicios no disponía debuenas técnicas de neuroimagen. De hecho, una conside-ración importante de esta modalidad quirúrgica es que suéxito y sus aplicaciones futuras se desarrollarán al tiempode otras tecnologías. Entre ellas las relacionadas con lacaracterización anatómica y funcional del blanco y suslíneas de acceso, principalmente neuroimagenología,neuronavegación asistida, y estereotaxia, así como el deldesarrollo y perfeccionamiento de agentes radiosen-sibilizantes y radioprotectores.

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Resumen

La cirugía y la radioterapia se han empleado en formacombinada desde hace 80 años en el tratamiento de lasenfermedades cerebrales neoplásicas, y más recientementeen las malformaciones vasculares.En 1968 se comenzó a usar el llamado cuchillo gamma quepermite hacer un tratamiento que no sustituye a la cirugíasino la complementa.Se puede emplear en shwanomas, además de algunas metástasisy malformaciones arteriovenosas pequeñas y profundas y enalgunos casos psiquiátricos, cingulectomía o en epilepsiasfocales o movimientos paranormales, Parkinson. Laradiocirugía no es un sustituto sino una posible alternativa o,en ocasiones, complemento de la cirugía.

Palabras clave: Neurocirugía, radiocirugía alternativa ocomplemento, casos selectos.

Summary

Surgery and radiotherapy have beeng used in combinationduring the last 80 years in treatment of cerebral neoplasms andrecently in vascular malformations. In 1968, the so-calledgamma knife was invented as were other types of equipmentthat can provide radiotherapeutic treatment in a single session.These treatments do not substitute for surgery, butcomplement the treatment.In selected cases such as small schwanomas, pituitaryadenomas or deep arteriovenous malformations, the gammaknife should be considered as first choice. Also, is showedbe considered in some functional surgery for epilepsy,psychiatric disorders, or abnormal movements but in generalmore than a sustitute, is it a complement.

Key words: Neurosurgery, alterative or complementary, radiosurgeryselected cases.

VI. Conclusiones

José Humberto Mateos-Gómez*

*nstituto Nacional de Neurología y Neurocirugía MVS México, D.F.

Es muy interesante el haber escuchado cuáles son losefectos de la radiación en los tejidos, así como cuales sonlas indicaciones para utilizarla y qué precauciones debentomarse para que la radiación circunde al tejido enfermoy que el sano que lo rodea no sufra daño alguno.

Los adelantos en la física y en la mecánica y desdeluego la enorme influencia que la computación ejerce entodas las actividades científicas han permitido que en laactualidad este formidable armamento esté disponiblepara el manejo de los tumores cancerosos de las distintaspartes del cuerpo.

Pero, para obtener los mejores resultados, el diagnós-tico debe ser lo más temprano posible dado que si el tumores pequeño puede ser totalmente tratado, pero si sutamaño es mayor y más aún si ha invadido ganglios o tienesiembras a distancia los resultados no serán tan satisfac-torios. Las exitosas campañas de detección de cáncercervicouterino son una muestra de como esta coopera-ción puede no sólo disminuir sino eliminar esta terribleenfermedad. En cuanto a la posibilidad de que unaforma de terapia elimine a otra no creo que deba ser lafinalidad de la investigación. En el caso de la cirugía, yasea como biopsia o como extirpación parcial de una lesión,

se complementa magníficamente con la radio-cirugia ydesde luego con la quimioterapia y con muchas otrasmedidas terapéuticas que son necesarias para aliviar eldolor, la náusea y otras molestias que causan algunosde estos tratamientos. Después de todo, aún en laactualidad seguimos empleando tratamientos tan anti-guos como los enemas, las purgas y las sangrías, enalgunas ocasiones. La medicina es una y aunque susmétodos estén cambiando su meta sigue siendo lamisma el control de la enfermedad. En la actualidad sevislumbra el poder hacer un diagnóstico aún más tempra-no, como en algunas enfermedades genéticas como laanemia de Fanconi y eliminar en una caja de Petri al genque la transmite. También debemos recordar que a vecesun procedimiento útil para curar una enfermedad, puedecausar daño en otras circunstancias, por ejemplo laradioterapia causó la muerte de su descubridora MaríaCurie por anemia aplásica, a Prowaseki la picadura de unpiojo y a Walter Reed un mosquito y que desgraciada-mente la historia tiende a repetirse.

Agradecemos a usted su amable atención.