A medida que las técnicas de radioterapia se vuelven cada vez más complejas y el uso del hipofraccionamiento continúa creciendo, la precisión de la administración de la radiación es más importante que nunca. La entrega de tratamientos de alta calidad se basa en la capacidad de monitorear y adaptarse a cualquier cambio en la posición del paciente durante la irradiación. Una técnica emergente que ofrece esta capacidad es la imagen de Cherenkov, que permite la verificación del tratamiento en el paciente en tiempo real, sin exposición adicional a la radiación.
La luz Cherenkov se produce cuando una partícula cargada viaja a una velocidad superior a la de la luz a través de un medio específico. Durante la radioterapia, la luz de Cherenkov se emite cuando los haces de fotones o electrones viajan a través del tejido. Esta luz revela la forma y extensión del campo de tratamiento en la superficie del paciente, con una intensidad proporcional a la dosis administrada.
Los primeros ensayos clínicos realizados por investigadores de Salud de Dartmouth y Ingeniería de Dartmouth indicó que las imágenes de Cherenkov durante la radioterapia pueden identifique desalineaciones del paciente y detecte radiación perdida, mejorando la administración del tratamiento para pacientes individuales. A raíz de esta experiencia inicial, el equipo ha implementado ahora el primer sistema de imágenes de Cherenkov para uso clínico de rutina en un hospital comunitario.
Reportar sus hallazgos en Innovaciones técnicas y asistencia al paciente en oncología radioterápica, los investigadores describen su primer año de uso de imágenes de Cherenkov para obtener imágenes de pacientes que se someten a radioterapia de rutina.
Experiencia clínica
El grupo en Cheshire Medical Center instaló el BeamSitio Cherenkov Imaging System en septiembre de 2020, calibrando el sistema, optimizando las condiciones de iluminación de la sala y los protocolos de configuración, y realizando pruebas de extremo a extremo antes de comenzar el uso clínico en marzo de 2021.
Durante los siguientes 12 meses, usaron el sistema para monitorear más de 1700 tratamientos contra el cáncer, incluida la radioterapia de respiración libre e inspiración profunda (DIBH) y alrededor de 50 tratamientos con haces de electrones. Durante cada irradiación, los terapeutas revisaron las imágenes de la posición del cuerpo del paciente y las imágenes de Cherenkov en tiempo real. Después del tratamiento, los físicos analizaron las imágenes grabadas.
Durante este año, el equipo detectó varias anomalías durante los tratamientos, modificando los procedimientos de tratamiento para garantizar la seguridad del paciente y mejorar la precisión de la entrega. En algunos casos, por ejemplo, las imágenes de Cherenkov detectaron dosis en partes del cuerpo donde no se esperaba. Los investigadores informan dos casos de ejemplo en los que se encontró una dosis no planificada en pacientes que recibieron un tratamiento de refuerzo en el seno izquierdo. En un caso, se observó dosis de salida de un campo de tratamiento en la mama derecha; en el otro, la dosis se administró en el mentón debido a una rotación de la cabeza. En respuesta a tales anomalías, los terapeutas pueden alterar las fracciones del tratamiento o incluso detener la administración del tratamiento.
El sistema de imágenes de Cherenkov también detectó imprecisiones en la configuración o movimientos inesperados del paciente. El equipo describe un ejemplo de tratamiento conformado en 3D para la columna vertebral. Usando el esquema de intensidad de la imagen de Cherenkov de la primera fracción como referencia, los terapeutas observaron el movimiento intrafraccional y detuvieron el tratamiento. En otro lugar, una paciente que recibió radioterapia DIBH en el seno izquierdo exhibió una gran variabilidad en la posición del brazo entre cada fracción.
El equipo también describe un uso más inusual de esta nueva tecnología, en un tratamiento de un tumor ubicado sobre el corazón donde se usó DIBH de electrones para reducir la dosis cardíaca. Dado que los linacs actualmente no pueden proporcionar una administración de electrones controlada, el equipo empleó la guía de imágenes de Cherenkov para controlar manualmente la administración de DIBH, así como para verificar la precisión de la administración del tratamiento en tiempo real.
La visualización del haz de tratamiento mejora la administración de radioterapia
Los investigadores concluyen que las imágenes de Cherenkov demostraron ser una herramienta clínica valiosa para mejorar la seguridad y la precisión de la administración del tratamiento. Señalan que después de solo una hora de capacitación operativa práctica, los terapeutas podrían operar el sistema, monitorear a los pacientes y revisar las imágenes de Cherenkov en tiempo real. Esto les permitió pausar, ajustar o incluso cancelar la administración del tratamiento según fuera necesario.
Para aprovechar al máximo esta tecnología, el equipo sugiere varios desarrollos de software. Estos incluyen el sistema de interfaz con el sistema de registro y verificación, así como la generación automática de contornos de posición del cuerpo, marcadores y contornos de intensidad de imagen de Cherenkov acumulativos. La combinación con la guía de configuración de imágenes de superficie también podría proporcionar una herramienta poderosa para futuros tratamientos.
