Los tejidos normales a menudo se ven afectados durante las terapias de radiación. Los mismos haces de radiación de alta energía utilizados para matar el tejido de los tumores también acaban provocando daños—particularmente cuando la respiración del paciente hace que el tumor se mueva.

Para poder hacer un mejor seguimiento de la posición del tumor en tiempo real y ajustar la radiación, un grupo de investigadores de la Universidad de Alberta en Canadá han combinado un acelerador lineal con un equipo de imágenes por resonancia magnética. Hoy, en la reunión anual de la Asociación Americana de Físicos en Medicina celebrada en Anaheim, California, los investigadores presentarán evidencias de un dispositivo que combina estas tecnologías y es capaz de seguir e irradiar a un objetivo en movimiento.

La terapia de radiación utiliza los rayos x de alta energía provenientes de un acelerador lineal médico para así dañar el tejido del tumor y tratar prácticamente todos los tipos de cáncer. En los Estados Unidos, la mitad de todos los pacientes con cáncer reciben esta forma de tratamiento, que normalmente requiere de 10 a 15 sesiones con duraciones de entre 15 y 30 minutos cada una. Para poder asegurarse de que todo el tumor está irradiado, los doctores tienen que irradiar un margen de tejido sano alrededor del tumor, lo que provoca efectos secundarios tales como nauseas, dolor y daños en los tejidos de la piel. Entre sesión y sesión, el tejido sano se regenera, aunque el del tumor no lo hace. Una forma de minimizar los efectos secundarios consiste en reducir la dosis de la radiación e incrementar el número de sesiones, hasta a veces llegar a las 35.

“Nos gustaría reducir los márgenes e incrementar la dosis de la radiación, para así poder controlar mejor el tumor sin efectos secundarios,” afirma Gino Fallone, director de la división de física médica del departamento de oncología de la Universidad de Alberta.

Otro reto viene dado por el hecho de que el tumor se mueve durante el tratamiento. Los tumores en los pulmones y en la próstata pueden llegar a moverse hasta dos centímetros durante el tratamiento. La radioterapia actual afronta este reto mediante la combinación de una fuente de radiación con un TAC. Esto ayuda a los doctores a reducir el daño producido en el tejido sano, aunque los escáneres TAC no funcionan muy bien a la hora de mostrar los tejidos de tumor blandos, y son demasiado lentos como para hacer un seguimiento del movimiento del tumor en tiempo real. El grupo de Fallone ha decidido utilizar las imágenes de resonancia magnética (IRM), que proporcionan imágenes definidas del tejido blando de los tumores, con la esperanza de mejorar el procedimiento.

Hasta ahora no ha sido posible utilizar las IRM para guiar las radioterapias. Esto se debe a que las máquinas de IRM y los aceleradores lineales que proporcionan los rayos x de alta energía para la radioterapia interfieren entre sí. Las IRM utilizan un imán de mucha potencia y unos pulsos de ondas de radio frecuencia para estimular los protones que se encuentran en el agua de las moléculas dentro de los tejidos blandos y poder leer sus señales. Los aceleradores lineales médicos también utilizan pulsos de radio frecuencia, en su caso para poder acelerar los electrones a través de una guía de onda hacia el objetivo de metal. Cuando los electrones alcanzan el objetivo, los rayos x de alta energía salen por el otro lado; después estos rayos x son dirigidos hacia el tejido del tumor. Si las dos máquinas se encuentran en la misma habitación, el campo magnético del IRM interfiere con la guía de onda, evitando que los electrones puedan ser acelerados, y los pulsos de radio frecuencia del acelerador lineal interfieren con el campo magnético del equipo de IRM, degradando la calidad de la imagen.

Para combinar estas tecnologías, los investigadores de Alberta tuvieron que rediseñar ambos componentes. “Toda la máquina está diseñada de forma distinta,” afirma Fallone. Se utiliza un escudo especial. Y en vez de utilizar un campo magnético de alta potencia generado por bobinas de cable superconductor, tal y como ocurre con los aparatos de IRM clínicos, esta máquina utiliza un imán permanente débil. El imán débil interfiere mucho menos con el acelerador y es más pequeño y económico. En diciembre, el grupo de Fallone publicó los resultados de los estudios sobre generación de imágenes, demostrando que se pueden generar imágenes de resonancia magnética y utilizar el acelerador lineal sin que ambos aparatos interfieran.

Sin embargo, el imán débil crea otro tipo de problema: la calidad de la imagen es mucho menor. Por tanto, los investigadores de la Universidad de Stanford están trabajando en una serie de métodos informáticos para general la información necesaria a partir de estas imágenes de baja resolución. “El diagnóstico con IRM requiere una alta calidad de imagen, pero para la radioterapia no es necesario poder ver el tumor con todo detalle,” afirma Amit Sawant, instructor de oncología de radiación en la Escuela de Medicina de Stanford. “Nos podemos permitir perder la señal de imagen, y aún así obtener la suficiente información como para saber cuándo se está moviendo el tumor.” Lo importante durante la radioterapia, señala Fallone, es poder ver los bordes del tumor.

Fallone y Sawant presentarán los resultados iniciales de los estudios de seguimiento de imágenes, llevados a cabo con el prototipo de dispositivos combinados, durante una conferencia en Anaheim. El grupo de Sawant hará una descripción de un software de captación de imágenes que permite a la máquina tomar cinco imágenes de resonancia magnética de dos dimensiones por segundo—mucho más rápido que el IRM convencional. Los investigadores de Stanford lograron aumentar la velocidad de las imágenes mediante la reducción del área de imagen y la utilización de una técnica denominada como de detección por compresión. Una vez que se almacenan las imágenes, se desechan alrededor de un 90 por ciento de los datos; mediante la detección por compresión, para empezar, es posible adquirir únicamente ese 10 por ciento de datos importantes.

Fallone presentará los resultados y demostrará que este tipo de guía en tiempo real se puede utilizar para redirigir el haz de rayos x del prototipo. “Hasta ahora, para la guía de imágenes sólo disponíamos de los TAC,” señala Bhadrasain Vikram, jefe de la división oncológica de radiación clínica de Programa de Investigación sobre la Radiación del Instituto Nacional contra el Cáncer. “Nos alegra saber que las IRM están disponibles y que se pueden utilizar para obtener información más precisa.” Un mejor tipo de guía durante las sesiones de radioterapia, señala Vikram, puede que acelere los tratamientos o incluso “cure algunos cánceres que hoy día no se pueden curar.”

Sin embargo, antes de que el sistema se pueda poner a prueba en pacientes, los investigadores advierten que el proceso de adquisición de imágenes necesita acelerarse aún más, para que se puedan generar imágenes en 3-D. El dispositivo también se tiene que poner a prueba en animales. Fallone cree que las pruebas en humanos no comenzarán hasta al menos cinco años.