Page 22 - RADIOPROTECCION 94

Colaboraciones
centro de protones hospitalario en Loma Linda, California (1990). Los aspectos físicos de cada tipo de radiación son esenciales para obtener la curva de deposición de energía a los tejidos, pero en radioterapia es necesario también considerar los efectos biológicos de dicha transferencia. Así, se podría denominar dosis física, o simplemente dosis, a la energía depositada en el tejido por unidad de masa. El concepto de dosis absorbida se obtendría entonces como el producto de dicha dosis física por un factor de- nominado Eficacia Biológica Relativa (RBE), que pondera los efectosbiológicos producidos por diferentes tipos de radiaciones, tomando como referencia el valor 1 para la dosis por fotones procedentes de un equipo de cobal- to-60. En el caso de protones el RBE actualmente acepta- do es 1,1. Este es un valor medio que varía entre 1,1 y 1,7, y es un factor complejo que implica una serie de supuestos, y depende de diversos parámetros físicos y biológicos. Para iones de carbono-12 empleados también en terapia de partículas, el RBE varía entre 2,5 y 3,5, luego su efica- cia biológica teórica es muy superior a la de los protones (Tian, 2018).
Así pues, teniendo en cuenta las propiedades físicas y biológicas de las curvas de dosis para fotones y protones, las principales características de la protonterapia que ofre- cen grandes ventajas en el tratamiento de ciertos tipos de tumores serían, entre otras, las siguientes (Paganetti, 2017): 1. La dosis integral recibida por el paciente es casi un ter-
cio de la dosis con fotones.
2.La dosis máxima (pico de Bragg) se puede localizar en la
zona del tumor y ser prácticamente nula después, prote-
giendo órganos vitales y tejidos críticos.
3.La dosis administrada se puede modular y homogenei-
zar en el volumen tumoral a tratar.
4.La dosis administrada puede ser conformada y adapta-
da de forma precisa al volumen tumoral.
5.La dosis absorbida tiene una capacidad superior de des- trucción tumoral debido a la mayor eficacia radiobiológi- ca de los protones.
Un factor muy relevante en la protonterapia, al igual que
en la radioterapia convencional con fotones, son las dife- rentes modalidades de irradiación. En un primer momento se desarrollaron métodos pasivos o de dispersión, y era necesario fabricar piezas metálicas, colimadores, compen- sadores y láminas de diferentes materiales para adaptar la corriente de protones al volumen tumoral a tratar. Aunque estos métodos pasivos se siguen empleando en algunos tipos de tratamientos, tienen inconvenientes importantes, puesto que deben ser fabricados de forma específica pa- ra cada persona, se produce su activación durante cada sesión de tratamiento, y lo que es más importante, su in- teracción con los protones genera una dosis secundaria no despreciable de neutrones que inciden directamente en el paciente (Mukherjee, 2012). Para aprovechar plenamente los beneficios de los tratamientos con protones, los equi- pos modernos emplean métodos activos para la aplicación de la dosis, basados en que la trayectoria de los protones puede ser dirigida mediante campos magnéticos, ya que se trata de partículas cargadas. Entre estos destaca el Pencil Beam Scanning (PBS), donde la corriente de proto- nes actúa como un lápiz o pincel que va recorriendo cada lámina del tumor y depositando en cada punto la dosis precisa mediante ráfagas de protones. El funcionamiento teórico del método activo de aplicación de dosis de proto- nes mediante escaneado está resumido en la Figura 3.
La corriente de protones en principio tiene tres grados de libertad, que serían las tres coordenadas del punto donde se quiere depositar la dosis determinada (X, Y, Z). El tumor se divide en láminas isoenergéticas, de forma que cada lámina es cubierta por protones con la misma energía, que depende tanto de la profundidad (Z) como de los tipos de tejidos que tienen que atravesar en su
recorrido. En general, a mayor profun- didad, mayor será la energía que debe- rán tener los protones y viceversa. De esta manera en lugar de tener un pico de Bragg con una única energía, se ob- tiene una sucesión de picos de Bragg, denominado pico de Bragg extendido (SOBP), que comprende un intervalo de energías, desde la zona más pro- funda hasta la zona más superficial del tumor.
Las otras dos coordenadas, anchu- ra (X) y altura (Y), en cada lámina de energía, se alcanzan mediante los de- nominados imanes de escaneado, que modifican la corriente de protones tan- to lateralmente (X), como verticalmente (Y). El punto de referencia alrededor
del cual gira la corriente de partículas se denomina isocen- tro. Actualmente existen los llamados equipos de Intensi-
Figura 3. Conformación del tumor mediante Pencil Beam Scan- ning (Adaptado de Bioterra, 2019).
22
Gonzalo F. García-Fernández et al. - RADIOPROTECCIÓN • No 94 • Marzo 2019