Radiocirugía con arco terapia de intensidad modulada : comparaciones dosimétricas y resultados clínicos en el tratamiento de metástasis intracraneales

Abstract

Introducción: entre el 20 % y el 40 % de los pacientes oncológicos desarrollan metástasis cerebrales y supone un incremento significativo de la morbilidad y mortalidad en los pacientes afectados. La técnica de radiocirugía consiste en la administración de una dosis de radiación muy localizada en la lesión y con un elevado gradiente de dosis alrededor del volumen de tratamiento con objeto de minimizar los efectos secundarios en el tejido cerebral sano adyacente. Debido a que la dosis administrada en una única sesión es muy alta, tanto el posicionamiento del paciente como la precisión dosimétrica deben cumplir unos requisitos de calidad muy superiores a los exigidos en radioterapia convencional. La arco terapia volumétrica modulada (VMAT) es la técnica que mayor grado de conformación de dosis permite en los tratamientos de oncología radioterápica. Esta técnica, al no requerir equipamiento adicional al utilizado en los tratamientos radioterápicos habituales, podría potencialmente extender su utilización a nuevos centros que quisieran implementar esta nueva tecnología. Sin embargo, al ser una técnica de radiocirugía novedosa es necesario que sea sometida a estrictos controles de calidad y sus resultados comparados con el resto de técnicas de radiocirugía existentes demostrando sus posibles ventajas en el tratamiento oncológico de los pacientes. Objetivos: esta memoria de tesis por compendio de publicaciones presenta la comparación dosimétrica, radiobiológica y técnica que muestran las ventajas de la técnica VMAT; además, pretende que los resultados clínicos de nuestra serie de pacientes tratados por metástasis cerebrales puedan confirmar las ventajas de la VMAT respecto a otras técnicas, en el tratamiento radioterápico de las metástasis cerebrales. Material y método: en los Servicios de Radiofísica y Protección Radiológica y de Oncología Radioterápica del Hospital General Universitario Santa Lucía de Cartagena se dispone de dos aceleradores lineales de electrones, ambos con capacidad para administrar tratamientos VMAT, la posibilidad de realizar tratamientos guiados con imagen mediante Cone Beam CT y el equipamiento de planificación de los tratamientos y control de calidad empleado habitualmente en oncología radioterápica, con los que se han realizado los análisis dosimétricos y radiobiológicos presentados en el estudio. Además, se presentan 52 pacientes oncológicos con metástasis cerebrales tratados con radiocirugía en sesión única con la técnica VMAT consistente en 5 arcos no coplanares, y dosis de radiación comprendidas entre 12-20 Gy tras la correspondiente aprobación del Comité Ético de Investigación Clínica, evaluándose el control local de la enfermedad así como la supervivencia global de los pacientes tratados. Resultados: los resultados obtenidos permiten determinar que todas las pruebas experimentales, dosimétricas y radiobiológicas realizadas en cada plan de tratamiento alcanzan los requisitos previamente establecidos para este tipo de tratamiento radioterápico; y, además, que los resultados clínicos obtenidos, tanto de control local de la enfermedad como de supervivencia global del paciente, son comparables a los previamente descritos en la literatura científica empleando cualquier otra técnica de radiocirugía. Conclusiones: la arco terapia volumétrica modulada (VMAT) es una técnica eficiente, pues el coste por procedimiento es muy inferior al de otros sistemas dedicados exclusivamente al tratamiento de radiocirugía; y sus resultados clínicos son perfectamente comparables al descrito por otras técnica de radiocirugía. Dado que tanto las unidades de tratamiento, el equipamiento de medida de la radiación y control de calidad como el sistema de planificación para el cálculo de dosis de radiación son productos fácilmente disponibles en la mayoría de las nuevas Unidades de Oncología radioterápica nuestro estudio posibilita la incorporación de la técnica de arco terapia volumétrica modulada al resolver los problemas de implementación de esta nueva técnica de tratamiento oncológico.

ABSTRACT

Introduction: Around 20 % to 40 % of oncology patients develop brain metastasis, thus significantly increasing both morbidity and mortality. Radiosurgical techniques involve the administration of a highly localized dose of radiation in the lesion, with a steep dose gradient surrounding the target volume in order to minimize unwanted side effects in adjacent healthy brain tissue. Given that the dose administered in a single session is very high, both the positioning of the patient and the dosimetric precision must comply with quality assurances well above those required in conventional radiotherapy. Volumetric modulated arc therapy (VMAT) provides the highest degree of dose conformity among oncological radiotherapy techniques. This technique could potentially see its use extended to further oncology treatment units wishing to implement this new technology, since it requires no additional equipment to that utilized in regular radiotherapy treatments. However, due to its novelty status, strict quality assurances are to be met and results are to be compared with other existing radiosurgery techniques in order to demonstrate its potential advantages for oncology patients. Aims: This thesis memorandum as a compendium of publications presents dosimetric, radiobiological and technical comparisons which demonstrate the advantages of the VMAT technique; furthermore, it is intended that the clinical results achieved in our study group of patients treated for brain metastasis will confirm the advantages of VMAT over other radiosurgical techniques. Materials and methods: The Medical Physics, Radiation Protection and Radiation Oncology Services of the Santa Lucia General University Hospital in Cartagena has two linear electron accelerators at their disposal, both with the capacity to administer VMAT treatments, as well as to perform image-guided radiation therapy via Cone Beam CT and the equipment for treatment planning and quality control habitually used in oncological radiotherapy, with which the dosimetric and radiobiological analysis of the present study were performed. Herein, 52 oncology patients with brain metastasis were treated via radiotherapy in a single VMAT session consisting of 5 non-coplanar arcs and radiation doses of 12-20 Gy, following approval by the Ethics and Research Committee. Both local control of lesions and global survival rates of treated patients were evaluated. Results: The results obtained show that all the experimental, dosimetric and radiobiological tests performed, for all the treatment plans, meet the previously established requirements for this type of radiotherapy treatment; and furthermore, the clinical results obtained both for local control of lesions as well as for global survival of patients are comparable to those previously described in scientific literature for any other type of radiosurgery. Conclusions: Volumetric modulated arc therapy (VMAT) is an efficient radiosurgical technique, since the cost per procedure is well below that of other systems dedicated exclusively to radiosurgery; and the clinical results are perfectly comparable to those describe for other radiosurgical techniques. Given that the oncology treatment units, radiation-measuring and quality-control equipment, as well as the planning systems used for calculating radiation doses, are readily available at most new oncological radiotherapy units, the present study facilitates the incorporation of the VMAT technique by resolving matters regarding the implementation of this new oncological treatment technique.