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Tipo: Radiaciones

La radiación que se usa para tratar el cáncer se llama radiación ionizante debido a que forma iones (partículas que poseen carga eléctrica) en las células de los tejidos por los que pasa. Esto puede destruir células o modificar genes de manera que las células no pueden crecer.

Otras formas de radiación como las ondas de radio, las microondas y las ondas de luz son radiación no ionizante. Estos tipos de radiación no tienen mucha energía y no pueden formar iones.

La radiación ionizante se puede clasificar en dos tipos importantes:

Fotones (rayos X y rayos gamma), que son los que se usan más ampliamente.
Radiación con partículas (electrones, protones, neutrones, partículas alfa y partículas beta).

Algunos tipos de radiación ionizante tienen más energía que otros. Cuanto mayor sea la energía, más profundamente puede penetrar la radiación en los tejidos. El comportamiento de cierto tipo de radiación es importante para planear los tratamientos con tal radiación. El oncólogo especialista en radiación (un médico especializado para tratar con radiación a los pacientes de cáncer) selecciona el tipo y la energía de la radiación que son más adecuados para el cáncer de cada paciente.

Categoría: Radioterapia

La radioterapia es una forma de tratamiento basado en el empleo de radiaciones ionizantes (rayos X o radiactividad, la que incluye los rayos gamma y las partículas alfa).

En España, la especialidad médica que se encarga de la radioterapia es la Oncología radioterápica, reconocida desde 1978 y con el nombre actual desde 1984. La Radioterapia es un tipo de tratamiento oncológico que utiliza las radiaciones para eliminar las células tumorales, (generalmente cancerígenas), en la parte del organismo donde se apliquen (tratamiento local). La radioterapia actúa sobre el tumor, destruyendo las células malignas y así impide que crezcan y se reproduzcan. Esta acción también puede ejercerse sobre los tejidos normales; sin embargo, los tejidos tumorales son más sensibles a la radiación y no pueden reparar el daño producido de forma tan eficiente como lo hace el tejido normal, de manera que son destruidos bloqueando el ciclo celular. De estos fenómenos que ocurren en los seres vivos tras la absorción de energía procedente de las radiaciones se encarga la radiobiología.

Otra definición dice que la oncología radioterápica o radioterapia es una especialidad eminentemente clínica encargada en la epidemiología, prevención, patogenia, clínica, diagnóstico, tratamiento y valoración pronóstica de las neoplasias, sobre todo del tratamiento basado en las radiaciones ionizantes.

Los equipos de radioterapia son una tecnología sanitaria y por tanto deben cumplir la reglamentación de los productos sanitarios para su comercialización.

La radioterapia es un tratamiento que se viene utilizando desde hace un siglo, y ha evolucionado con los avances científicos de la Física, de la Oncología y de los ordenadores, mejorando tanto los equipos como la precisión, calidad e indicación de los tratamientos. La radioterapia sigue siendo en el 2007 junto con la cirugía y la quimioterapia, uno de los tres pilares del tratamiento del cáncer. Se estima que más del 50% de los pacientes con cáncer precisarán tratamiento con radioterapia para el control tumoral o como terapia paliativa en algún momento de su evolución.

Diana:

Nombre:

Protonterapia

Comercial:

Estado: Aprobado

Tratamientos aprobados por los diferentes organismos públicos y agencias de regulación sanitarias.

Tecnología: Convencional

Foto:

Fórmula:

Gráfico:

Información: En un plan de tratamiento típico para la terapia de protones, el pico de Bragg extendido (SOBP, línea azul discontinua) es la distribución de radiación terapéutica. El SOBP es la suma de varios picos de Bragg individuales (líneas azules finas) a profundidades escalonadas. El gráfico de dosis de profundidad de un haz de rayos X (línea roja) se proporciona para comparación. El área rosada representa dosis adicionales de radioterapia con rayos X, que pueden dañar los tejidos normales y causar cánceres secundarios, especialmente en la piel.

***

Pero, ¿qué es la protonterapia?

Existen tres métodos principales para tratar el cáncer: cirugía, quimioterapia y radioterapia. En radioterapia, utilizamos radiación para bombardear el tumor y así romper el ADN de las células cancerígenas, provocando su muerte. La mala noticia, es que la radiación atraviesa también tejidos y órganos sanos a su paso por el cuerpo. El objetivo de la radioterapia es, por tanto, mantener una dosis elevada en el tumor reduciendo lo máximo posible la toxicidad en las zonas sanas.

La radioterapia convencional utiliza fotones de energía alrededor de los 10 MeV provenientes de una fuente de irradiación situada a cierta distancia del paciente. En el caso de la protonterapia, el tumor es bombardeado con protones que han sido acelerados mediante un sincrotrón o un ciclotrón hasta conseguir una energía del orden de los 100 MeV.

En cuanto a las técnicas de tratamiento, existen dos principales: sistema de dispersión pasiva (‘single/double-scattering’) o activa (‘beam-scanning’). Los sistemas de dispersión pasiva utilizan materiales que permiten dispersar el haz en su dirección transversal hasta conseguir una dosis uniforme en todo el ancho del tumor. Sin embargo, en los sistemas activos, aprovechando el hecho de que los protones son partículas cargadas, se utiliza un sistema de deflexión magnético para mover el haz vertical y horizontalmente hasta cubrir toda la superficie del tumor.

Protonterapia vs radioterapia convencional

La clave para entender las ventajas de la protonterapia con respecto a la radioterapia convencional reside en la forma en que cada partícula deposita su energía. Los fotones depositan una gran cantidad de energía en los primeros centímetros de su recorrido, sufriendo una atenuación exponencial hasta que son absorbidos por completo en la materia. Sin embargo, los protones muestran un comportamiento opuesto, es decir, depositan casi toda su energía al final del trayecto, en lo que es conocido como pico de Bragg. Para asegurar una dosis uniforme en todo el volumen del tumor es necesario superponer varios picos de Bragg de diferente energía, es decir, lanzar protones que depositarán su energía a distintas profundidades del tumor. Esto es lo que se llama Spread Out Bragg Peak (SOBP), que podría traducirse como ‘ensanchamiento del pico de Bragg’.

Por lo tanto, en un tratamiento con protones, la radiación será más focalizada en el tumor, con una mínima dosis a la entrada y cero dosis en los tejidos que se sitúan después del tumor. Esto supone una gran ventaja para el paciente, puesto que como hemos dicho antes, el objetivo de todo tratamiento con radiación es matar las células cancerígenas sin que los tejidos sanos reciban una dosis demasiado elevada. Concretamente, al exponer órganos sanos a la radiación, el paciente se enfrenta a todo un abanico de efectos secundarios, incluido el riesgo de aparición de un cáncer radio-inducido. Cuanto más joven es el paciente, los efectos a largo plazo serán más numerosos y puede que más severos, en especial si el tratamiento es realizado durante el proceso de crecimiento. Por esta razón, la ventaja de la protonterapia con respecto a la radioterapia convencional es, si cabe, aún más grande en el caso de los tumores pediátricos.

Sin embargo, la mayor ventaja de la protonterapia, el pico de Bragg, es también su mayor debilidad, puesto que pequeñas incertidumbres durante el tratamiento pueden dar lugar a una mala estimación de este pico de energía y como consecuencia, la dosis podría ser depositada completamente fuera del tumor. Las incertidumbres son causadas por distintos factores como el cálculo de la dosis, el posicionamiento del paciente o cambios en la anatomía durante el tratamiento. Estos errores también están presentes en un tratamiento con radioterapia convencional, pero su impacto es casi despreciable debido a la caída exponencial de la dosis. Pongamos un ejemplo sencillo, imaginemos un paciente con un tumor pulmonar, contra el que lanzamos un haz de protones de una cierta energía. Inicialmente, habíamos calculado que todo el tejido que el haz protones iba a atravesar era tejido pulmonar (línea roja en la figura 3). Sin embargo, el día del tratamiento, la densidad de una parte del pulmón ha disminuido y es equivalente a tener una franja de 2cm de aire. A menor densidad del tejido atravesado y para un haz de la misma energía, los protones podrán alcanzar una mayor profundidad de penetración. En este caso, la dosis calculada al inicio no será válida para la nueva anatomía y los protones ya no pararán al final del tumor sino más allá (línea verde, Figura 3), con el riesgo de depositar la radiación en un órgano sano circundante. Imaginemos ahora el mismo ejemplo pero utilizando un haz de fotones: Debido a la caída suave de la dosis, la misma perturbación provocará solamente una ligera diferencia entre la dosis calculada al inicio (línea negra) y la del día del tratamiento (línea azul).

Esta incertidumbre en la estimación del alcance del protón es una de las razones por las que la protonterapia no es explotada al máximo. De hecho, hoy en día menos de un 1% de los pacientes con cáncer son tratados con esta técnica. La segunda razón, es el alto coste que suponen las instalaciones de un centro de protonterapia.

Afortunadamente, la tecnología avanza rápido y de los más de 100 millones de euros que costaba un centro de protones (con una sola sala de tratamiento) hace algunos años, hoy en día el precio ha disminuido hasta los 25 millones, gracias a soluciones más compactas y materiales más económicos. Con respecto a las incertidumbres que hacen de esta terapia un ‘arma de doble filo’, muchos son los equipos que se dedican a investigar técnicas para medir el alcance del protón ‘in-vivo’ (utilizando emisiones ‘prompt-gamma’ por ejemplo) o algoritmos para optimizar el tratamiento de tal forma que éste sea robusto a distintos escenarios de incertidumbres. Poco a poco, estos avances van haciendo que la comunidad médica tenga una mayor confianza en la protonterapia y de ahí el reciente ‘boom’ que esta técnica ha experimentado en los últimos años.

Con esto podemos concluir diciendo que la protonterapia tiene un gran potencial, pero que una gran parte de él está aún por explotar. Este potencial depende en gran medida del control de las incertidumbres durante el tratamiento para asegurar una dosis correcta, adaptada a la anatomía del paciente en el mismo instante del tratamiento. Como podéis ver, la investigación tiene aún mucho por hacer en este campo, tanto para continuar haciendo frente a todas las incertidumbres mencionadas anteriormente, como para disminuir aún más los costes de esta terapia y convertirla en una técnica más accesible para todos. En España, no existe todavía ningún centro de protones pero confío en que pronto (quién sabe si este blog puede caer en manos de alguien importante para convencerlo), podamos beneficiar de esta terapia en nuestro país.

https://mientrasenfisicas.wordpress.com/2016/07/21/protonterapia/

Terapia con protones contra el cáncer

La radioterapia con protones es un tratamiento muy preciso que minimiza el daño en los órganos y estructuras vecinas sanas que rodean el tumor. En el tratamiento de numerosos tumores desplazará a la radioterapia clásica con fotones, por su menor toxicidad y su alta precisión.

La protonterapia presenta una distribución más eficaz de la energía que los fotones, de manera que posibilidad dirigir dosis más elevadas a la zona del tumor sin incrementar las dosis en otras zonas.

Más de 140.000 pacientes han sido ya tratados con esta terapia en todo el mundo. Proporciona resultados muy prometedores con mínimos efectos secundarios en tumores pediátricos, melanoma ocular, en tumores de la base del cráneo, cerebrales, de cabeza y cuello, linfomas y los sarcomas espinales y peritoneales.

Además, se está investigando para ampliar sus indicaciones a otro tipo de tumores como mama, pulmón, hígado, próstata y ginecológicos.

La protonterapia utiliza protones extraídos de moléculas de hidrógeno que se inyectan en un acelerador lineal que los expulsa a baja velocidad.

En el acelerador de partículas, ya sea un ciclotrón o un sincrotrón, cuatro imanes mueven los protones en círculo y un campo eléctrico aumenta gradualmente su velocidad. Cuando han alcanzado una velocidad suficiente se desvían para ser utilizados.

Antes de comenzar el tratamiento se realiza un TAC de haz cónico que visualizará la anatomía interna del paciente para localizar con precisión del tumor.

Una vez elegido el ángulo adecuado para el tratamiento y colocado el paciente en el ángulo exacto para la administración óptima de tratamiento, el haz de protones deposita casi toda la energía en el tumor. Produce muy poco daño en los tejidos sanos situados por delante del tumor y ningún daño en tejidos posteriores.

Todo este proceso consigue que la terapia con protones sea la mejor alternativa en tumores de difícil acceso o que están rodeados de estructuras y órganos vitales sanos que hay que preservar.

https://www.cun.es/protonterapia

La protonterapia, terapia de protones o terapia con protones es un tipo de radioterapia externa (RTE) que usa un haz de protones para irradiar el tejido afectado por un tumor. La principal ventaja de la terapia protónica, comparada con otras formas de radioterapia externa, es la posibilidad de localizar dosis más altas en el tumor al tiempo que se mantienen bajas las dosis de las estructuras críticas adyacentes o bien de mantener la dosis en el tumor mientras se reducen las dosis totales de las estructuras críticas.

Descripción

Un ciclotrón o un sincrotrón acelaran un haz de protones emitido por una fuente apropiada que es dirigido por medio de potentes imanes hacia el tumor. Una serie de elementos previos ajustan la energía del haz, lo dispersan lateralmente (el diámetro del haz es sólo de 1 cm y se necesitan normalmente anchuras mayores) y el haz dispersado se ajusta a la forma que mejor convenga al tumor a tratar por medio de un colimador,4​5​6​ Estas partículas cargadas atacan el ADN celular, y pueden generar muerte celular o interferir en el proceso de división celular. Las células cancerígenas son más vulnerables al ataque contra su ADN porque tienen un alto nivel de división y bajo nivel de reparación de ADN dañado.

Considerando que la masa de un protón, (1,67261*10-27 Kg), es relativamente mayor al de otras partículas subatómicas, los protones tienden a dispersarse un poco en zonas laterales del tejido; el haz no se amplía mucho, permanece enfocado en la forma del tumor y solo disipa una mínima dosis al tejido circundante. Todos los protones de un nivel energético determinado tienen cierto alcance de radiación; muy pocos protones penetran más allá de esta distancia.​ Además, la dosis que llega al tejido es máxima justo a pocos milímetros del alcance de radiación de la partícula; este máximo es conocido como el pico de Bragg.

Para el tratamiento de tumores más profundos, el acelerador de protones debe generar un haz con mayor energía, normalmente dada en electrovoltios (eV). Tumores próximos a la superficie corporal se tratan usando protones con menor energía. Los aceleradores usados en la terapia protónica esencialmente generan protones con energías en el rango de 70 a 250 MeV (Mega-electrovoltios: un millón de electrovoltios). A causa del ajuste de energía de los protones durante la aplicación del tratamiento, el daño celular debido al haz protónico se maximiza dentro del mismo tumor. Tejidos más próximos a la superficie corporal que el tumor reciben una radiación reducida, y por ende el daño es mucho menor. Tejidos corporales más profundos reciben pocos protones y por eso la dosis es inmensurablemente pequeña.

En la mayoría de tratamientos, protones de diferente energía con máximos de Bragg a distintas profundidades son aplicados para tratar el tumor entero. Dichos máximos de Bragg se representan con líneas azules en la figura. La dosis total de radiación de protones se llama propagación del máximo de Bragg representado con una línea roja en la figura. Es importante entender que, mientras tejidos circundantes detrás o más profundos que el tumor no reciben radiación de la terapia protónica, el tejido circundante frente o superficial al tumor recibe una dosis de radiación basada en la propagación del máximo de Bragg.

https://es.wikipedia.org/wiki/Protonterapia

https://en.wikipedia.org/wiki/Proton_therapy

Cánceres indicados:

Cáncer escamoso de cabeza y cuello
Ependimoma
Glioma
Melanoma intraocular
Rabdomiosarcoma
Sarcoma de Ewing
Sarcomas de tejido blando

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