La protonterapia es un tratamiento avanzado para el cáncer que utiliza protones, partículas con ventajas significativas sobre la radioterapia convencional. Estas partículas depositan casi toda su energía en las células tumorales, minimizando el daño al tejido sano debido a sus características nucleares. No obstante, es crucial disponer de imágenes médicas precisas del paciente para una planificación adecuada del tratamiento.
Ahora, un equipo liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con el Instituto de Física Corpuscular (IFIC-CSIC-UV), el Instituto de Estructura de la Materia (IEM-CSIC), y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), ha desarrollado el primer escáner para tomografía con protones completamente español. Este innovador dispositivo permite obtener imágenes utilizando partículas empleadas en protonterapia, una técnica avanzada para tratar el cáncer, mejorando así la planificación de las dosis de tratamiento. Los primeros resultados de este proyecto han sido recientemente publicados en la revista The European Physical Journal Plus.
Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), el cáncer es la principal causa de muerte a nivel mundial. Más del 50 por ciento de los pacientes con cáncer reciben algún tipo de radioterapia como parte de su tratamiento. La radioterapia convencional para tumores profundos utiliza rayos X para controlar o eliminar las células malignas, sin embargo, estos rayos X también afectan al tejido sano debido a la ionización, causando daños significativos en las áreas circundantes al tumor. En este sentido, la terapia de protones es una técnica que emplea haces de protones en lugar de rayos X como radiación ionizante. Esta técnica presenta una selectividad de dosis mucho mayor que la radioterapia convencional, lo que la hace especialmente adecuada para el tratamiento de tumores localizados en áreas altamente sensibles, como el cerebro, el corazón o la médula espinal.
Complejidad de la técnica
Sin embargo, la aplicación de la terapia de protones no está exenta de desafíos. La precisión en la determinación de la posición distal de la distribución de dosis es crucial para irradiar completamente el tumor y para minimizar, en la medida de lo posible, cualquier dosis al tejido sano circundante.
Actualmente, las imágenes para la protonterapia se obtienen mediante tomografías axiales computarizadas (TACs) con rayos X. Sin embargo, dado que el tratamiento posterior se realiza con haces de protones y no con rayos X (que consisten en fotones, partículas de luz), surgen incertidumbres en la planificación del tratamiento y el cálculo preciso de las dosis. Una posible solución a este desafío sería obtener las imágenes directamente utilizando protones. El escáner innovador desarrollado por la colaboración española, liderada por el CSIC, es pionero en España al lograr este objetivo, según destacan los investigadores. “Aunque actualmente es un escáner preclínico que ha obtenido imágenes de maniquíes pequeños, los resultados han sido prometedores y han demostrado la viabilidad del concepto”, afirmó Enrique Nácher, científico del CSIC en el IFIC que dirige este proyecto.
Escáner preclínico
El equipo de investigación combinó un conjunto de detectores de seguimiento con un centelleador de alta resolución de energía para detectar la energía residual de los protones. Utilizaron varios maniquíes que fueron irradiados con protones en un centro de protonterapia en Cracovia (Polonia). Se realizaron mediciones de los maniquíes desde diferentes ángulos para obtener imágenes reconstruidas mediante retroproyección filtrada. Estas imágenes se utilizaron para evaluar las capacidades del escáner y validar su uso como escáner de protones por tomografía computarizada (proton-CT).
Los resultados del estudio revelaron que el escáner puede generar imágenes de calidad media-alta, con una resolución comparable a la de otros escáneres de última generación. Según los investigadores, si el sistema se adapta correctamente, podría emplearse para obtener imágenes de pacientes previas a la protonterapia, lo cual mejoraría significativamente la precisión en la planificación del tratamiento. “Esto permitiría optimizar la distribución de dosis en el tejido canceroso y reducir al mínimo la exposición del tejido sano”, explicó el investigador del IFIC.
El escáner de protones desarrollado se construyó reutilizando instrumentación y materiales de antiguos prototipos de otros proyectos de física nuclear que ya no eran útiles para sus propósitos originales. Este enfoque ha permitido maximizar la reutilización de recursos sin necesidad de invertir en nueva instrumentación, promoviendo así el uso eficiente y sostenible de los recursos existentes, según destacan sus promotores.
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