A1.2 Radioterapia externa con fotone

Tópico

El acelerador lineal genera el haz de fotones de alta energía —equivalente a una tensión de aceleración de entre seis y dieciocho megavoltios— con el que arranca toda la radioterapia externa con fotones: este haz de fotones atraviesa el cuerpo del paciente y, al atravesarlo, deposita dosis en el volumen tumoral que se busca tratar.

Cómo se reparte esa dosis dentro del cuerpo del paciente no depende solo de la energía del haz de fotones, sino del transporte de la radiación en la materia: dentro de ese transporte, cada fotón del haz puede interactuar con los electrones del tejido de tres maneras —cediéndoles parte de su energía, dispersándose con pérdida parcial de energía en lo que se conoce como dispersión Compton, o siendo absorbido por completo en el efecto fotoeléctrico—, y es la combinación de estas interacciones fotón-electrón la que determina, punto por punto, cómo se distribuye la dosis en el paciente.

Esa misma distribución de la dosis dentro del paciente es lo que la evolución tecnológica de la radioterapia externa con fotones ha ido moldeando cada vez con más precisión: partiendo de campos simples rectangulares que irradiaban una región amplia sin distinguir bien el volumen tumoral del tejido sano circundante, la aparición de la modulación de intensidad permitió variar la intensidad del haz de fotones punto por punto dentro de cada campo; más adelante, la técnica de arcos de rotación con modulación dinámica permitió, además, girar el haz de fotones alrededor del paciente mientras se modula; y la técnica de dosis muy altas en pocas fracciones, con precisión submilimétrica, llevó ese mismo principio a su punto más extremo. Cada paso de esta evolución tecnológica logra concentrar más dosis en el volumen tumoral y reducirla en el tejido sano que lo rodea.

Lo que hace posible calcular, y no solo describir, esa distribución de dosis es un principio central: la dosis que recibe cada punto del tejido resulta de combinar el flujo de fotones que llega hasta allí con un patrón fijo que describe cómo se reparte la energía alrededor de cada fotón que interactúa —una combinación que en física se llama convolución—, de modo que basta conocer el flujo de fotones y ese patrón de depósito para predecir la dosis en cualquier punto del paciente. La planificación del tratamiento recorre esta misma relación en sentido inverso: en vez de partir del flujo de fotones para obtener la dosis, la optimización inversa del plan parte de la probabilidad de controlar el tumor y de la probabilidad de complicación en el tejido sano que se desea alcanzar, y a partir de esos dos objetivos calcula qué flujo de fotones —repartido segmento por segmento en el colimador de láminas múltiples que conforma el haz de fotones— es necesario para producir esa distribución de dosis, cerrando así el ciclo entre el flujo de fotones y la dosis que ese mismo flujo determina.

En conjunto, este recorrido que va del acelerador lineal al haz de fotones, de ahí al transporte de la radiación dentro del cuerpo del paciente, y de ahí a la distribución de dosis calculada y luego optimizada con el colimador de láminas múltiples, es lo que permite que la radioterapia externa con fotones cumpla su propósito: concentrar la dosis del haz de fotones en el volumen tumoral con precisión creciente —hasta el nivel submilimétrico alcanzado por las técnicas más recientes— mientras se reduce al mínimo posible la dosis que recibe el tejido sano que rodea al tumor.

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