acelerador linear, gamma knife, cyberknife e proton beam

Acelerador Linear, Gamma Knife, Cyberknife e Proton Beam: como Funcionam, Vantagens e Desvantagens Linear Accelerator, Gamma Knife, Cyberknife and Proton Beam: How it Works, Advantages and Disadvantages

1 Functional Neurosurgeon, Radiosurgeon, Instituto de Radiocirurgia Neurológica, São Paulo, SP

Soraya Aurani Jorge Cecílio1

RESUMO Irradiação estereotáxica é um método preciso de liberação de feixes de radiação em pequenos alvos. O tratamento pode ser realizado em uma dose única ou múltiplas frações (radiocirurgia ou radioterapia estereotáxica, respectivamente). O campo da radiocirurgia intracraniana avança rapidamente como resultado de incrementos nos equipamentos radioterápicos, hardware, software e melhor conhecimento das aplicações clínicas da radiocirurgia e radioterapia estereotáxica. Este artigo revisa as bases técnicas da radiocirurgia assim como os recentes desenvolvimentos neste campo.Palavras-chave: Radiocirurgia; Estereotáxica; Linac; Acelerador; Gamma knife; Cybernife; Proton beam

ABSTRACTStereotactic irradiation is a precise method for the delivery of focused radiation beams to small targets. Treatment can be administered in single or multiple fractions (radiosurgery or stereotactic radiotherapy, respectively). The field of intracranial stereotactic radiosurgery is rapidly advancing as a result of improvements in radiosurgical equipment, hardware, software design and better physician understanding of the clinical applications of stereotactic radiosurgery. This article reviews the technical basis of stereotactic radiosurgery as well as recent developments in this field. Key words: Radiosurgery; Stereotactic; Linac; Accelerator; Gamma knife; Cyberknife; Proton beam

Received Aug 24, 2015. Accepted

Introdução

O conceito de radiocirurgia estereotáxica foi introduzido por Lars Leksell em 195128. Consiste numa modalidade terapêutica não-invasiva que utiliza a administração de uma única dose de radiação externa com uma extrema precisão em alvos bem localizados e com limites bem definidos. Uma característica fundamental desta técnica e que a distingue da radioterapia externa convencional é a obtenção de um elevado gradiente de dose além dos limites do alvo, isto é, torna-se possível poupar os tecidos sadios adjacentes devido à utilização de múltiplos feixes de radiação centrados no alvo14.

A radiocirurgia e a navegação estereotáxica compartilham uma história repleta de mentes inovadoras, avanços tecnológicos e sucessos clínicos. A radiocirurgia não existiria sem um profundo conhecimento dos princípios fundamentais da estereotaxia. Como o conceito original da radiocirurgia foi uma aplicação inspirada das ideias da cirurgia estereotáxica, os avanços na radiocirurgia durante todos esses anos foram precedidos por inovações na estereotaxia20.

Da Estereotaxia à Radiocirurgia

O neurocirurgião sueco Lars Leksell introduziu em 1949 o instrumento estereotáxico para aplicação em cirurgia intracerebral10. Embora o aparato desenvolvido por Spiegel e Wycis tenha precedido o mesmo2,10,40, o modelo de Leksell mostrou-se mais versátil por várias razões. Seu modelo inovador posicionou o alvo no centro de um arco semicircular ao invés de uma forma retangular, eliminando, assim, a necessidade de cálculos trigonométricos para as trajetórias. Possibilitou também a alteração da trajetória ao longo do arco sem a necessidade de recalcular as coordenadas do alvo. Adicionalmente, ele introduziu o uso dos pinos para a fixação firme do aro craniano, o que aumentou significativamente a precisão do sistema28.

Após dois anos da introdução do modelo estereotáxico, o Dr. Leksell desenvolveu o conceito de radiocirurgia. Ele postulou que, pela possibilidade de localizar precisamente um alvo em um espaço tridimensional, feixes estreitos de radiação intersectando-se em um ponto comum poderiam ser usados para aplicar doses altas de energia em determinado volume em um espaço. Assim, lesões profundas no cérebro ou na base do crânio poderiam ser tratadas com mínima alteração

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do tecido normal circunjacente20. Inicialmente, tentou um equipamento de ortovoltagem para tratar um paciente com neuralgia de trigêmeo, porém sem sucesso. Durante os anos 50 e 60 foram conduzidas intensas pesquisas com aceleradores lineares (fótons) e cíclotrons (prótons) na tentativa de encontrar o equipamento ideal, porém não havia suficiente precisão e segurança para tratamento de pacientes. Assim, como resultado dessas pesquisas, surgiu o primeiro protótipo de Gamma Knife® que utilizava 179 fontes de Cobalto 60, instalado em Estocolmo em 1968 no Hospital Sophiahemmet. O segundo protótipo, com 201 fontes, foi instalado no Instituto Karolinska em 1974 com algumas modificações que permitiam tratar outras lesões além dos procedimentos para neurocirurgia funcional como inicialmente previsto7.

Embora Leksell seja visto como o pioneiro, outras figuras notáveis contribuíram imensamente com a viabilidade da radiocirurgia. No final dos anos 70, Trent H. Wells colaborou com Russel Brown e Theodore Roberts da Universidade de Utah no desenvolvimento do sistema estereotáxico Brown-Roberts-Wells (BRW®) que trouxe como inovação o localizador em forma de “N” permitindo a localização precisa dos alvos usando a tomografia computadorizada, tecnologia de imagem recém-desenvolvida10. Utilizando um computador de mão, o usuário era capaz de converter pontos de referências bidimensionais obtidos nas imagens da TC em coordenadas tridimensionais do alvo20.

Após o BRW®, desenvolveram o Cosman-Roberts-Wells (CRW®), aro estereotáxico com melhorias no design incluindo um arco móvel, o que contribuiu para um número infinito de pontos de entrada não pré-selecionados, e um simulador “phantom” para confirmação pré-operatória das coordenadas13.

A possibilidade de localizar precisamente um alvo no espaço tridimensional, usando modernas técnicas de imagem, ampliou o uso terapêutico do Gamma knife® e tornou possível a utilização dos equipamentos de radioterapia convencional, como os aceleradores lineares para a radiocirurgia. A evolução subsequente destas técnicas e a integração da ressonância magnética (RM), tomografia por emissão de pósitrons (PET) e tomografia computadorizada tridimensional (multislice) têm permitido o estabelecimento de quatro modalidades amplamente utilizadas de radiocirurgia: Gamma Knife®, sistemas baseados no acelerador linear convencional e robótica20, e a irradiação com feixes de partículas pesadas como prótons e íon carbono.

Cada instrumento opera de maneira específica e pode ser mais efetivo em diferentes circunstâncias.

Independentemente da fonte de radiação, os conceitos fundamentais da radiocirurgia são os seguintes16:

1) Uma dose muito alta de radiação é depositada em uma única sessão.

2) Um gradiente de dose íngreme é alcançado determinando uma dose mínima de radiação nas estruturas adjacentes ao alvo.

3) O alvo é localizado de modo estereotáxico.

4) Planejamento computadorizado de dosimetria.

5) O sistema de aplicação de radiação é muito preciso. A radiocirurgia refere-se a um procedimento em uma única sessão que aplica radiação ionizante em um volume alvo com planejamento preciso tridimensional da curvas de isodose24,25.

Estes conceitos exigem um conhecimento preciso tanto do volume alvo como do comportamento do feixe de energia terapêutica4.

Gamma KnIfe

Gamma Unit

A aplicação clínica do Gamma Knife® começou em 1967 na Suécia27. Em 1975, um grupo de cirurgiões pioneiros do Hospital Karolinska, Estocolmo, começou a usar o Gamma Knife® para o tratamento de tumores intracranianos e malformações vasculares. Nos primeiros modelos (modelo U ou A), 201 fontes de cobalto eram distribuídas em um arranjo hemisférico. Estas unidades apresentavam um desafiante problema de carregamento e recarregamento do Cobalto 60. Para eliminar este problema, a unidade foi redesenhada de modo que as fontes ficassem distribuídas em uma configuração circular (O-ring) (modelos B, C, e 4C)20.

Existem atualmente dois equipamentos para radiocirurgia que utilizam fontes de Cobalto 60, mas o Leksell Gamma Knife®

é de significativamente o mais usado. Difere de todas as outras formas de radiocirurgia, pois a radiação é direcionada

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a um ponto fixo e a posição do alvo é movimentada, ou seja, alterações na posição da cabeça do paciente são realizadas para criar o volume desejado de tratamento33.

A radiocirurgia com Gamma Knife® geralmente envolve múltiplos isocentros de diferentes diâmetros para obter um plano de tratamento que se conforma aos volumes tridimensionais irregulares da maioria das lesões. O número total de isocentros pode variar dependendo do tamanho, forma e localização do alvo. Cada isocentro tem três coordenadas estereotáxicas (x, y, z) referentes à sua localização no espaço tridimensional definido pelo aro estereotáxico rigidamente fixado no crânio. O tempo de tratamento depende do tamanho e número de lesões, dose prescrita de radiação, e taxa de dose de radiação da fonte de cobalto. Com uma meia-vida de 5,26 anos, os tempos de tratamento tornam-se mais prolongados conforme a idade das fontes de cobalto33.

Na radiocirurgia com Gamma Knife® a necessidade do uso do aro estereotáxico faz com que o hipofracionamento seja na realidade impraticável. Outra limitação refere-se à dificuldade no tratamento de lesões em determinadas localizações periféricas extremas assim como à impossibilidade de tratamento de lesões extracranianas.

Gamma Knife C

Em 1999, o modelo Gamma Knife C® foi introduzido. Esta tecnologia combinou avanços no planejamento de dose com engenharia robótica e utilizou um sistema de posicionamento automático (APS®) com acurácia submilimétrica, eliminando a necessidade do ajuste manual de cada conjunto de coordenadas. O sistema de posicionamento robótico move a cabeça do paciente para as coordenadas definidas no plano de tratamento. O robô elimina o tempo gasto removendo o paciente e reposicionando-o nas novas coordenadas para cada isocentro. Isto reduziu significativamente o tempo total de tratamento e também aumentou a acurácia e segurança4,13,16,24,25,27. Consequentemente, um planejamento de tratamento usando múltiplos feixes menores pode ser gerado levando a uma melhor conformidade volumétrica. Isto resulta em uma dose fall-off mais íngreme ao redor do alvo (seletividade mais alta).

Gamma Knife 4-C

Em 2005, a quarta geração do Leksell Gamma Knife®, modelo 4-C, foi introduzida. O modelo 4-C é equipado com avanços que contribuem na melhora do fluxo de trabalho e em incrementos na acurácia e no uso integrado de imagens. O sistema oferece a capacidade de fusão de imagens a partir de múltiplas fontes. O sistema robótico de posicionamento é mais rápido assim como a troca dos colimadores, reduzindo o tempo total de tratamento33.

Gamma Knife Perfexion

A última inovação desta tecnologia é a unidade Gamma Knife PERFEXION® (Fig.1). Diversas modificações foram feitas em resposta às observações críticas de neurocirurgiões especializados, radio-oncologistas e físicos médicos. Isto resultou em um sistema caracterizado por acessos cranianos ilimitados, total automatização do planejamento de tratamento, melhora no conforto do paciente e equipe, radioproteção e melhor performance da dosimetria. A primeira unidade tornou-se ativa em 2006.

A unidade PERFEXION® difere substancialmente dos arranjos hemisféricos característicos dos modelos prévios de Gamma Knife®33. O sistema de irradiação foi redesenhado com uma geometria diferente, ou seja, um conjunto de 192 fontes de Cobalto 60 localiza-se dentro de um cone sólido de tungstênio. Como resultado, a distância da fonte de radiação ao isocentro pode variar de 374 mm a 433 mm. A maioria das fontes está mais próxima do isocentro, em comparação com os modelos anteriores, o que gera uma taxa de dose superior para a atividade de determinada fonte.

Os colimadores primário e secundário foram substituídos por um único e maior colimador de tungstênio com espessura de 12 cm, onde os colimadores são dispostos em uma série de cinco anéis concêntricos. A matriz do colimador é subdividida em oito setores independentes, móveis, cada um contendo 24 fontes e 72 colimadores (24 colimadores para cada um dos três tamanhos do colimador) em torno da sua circunferência30.

O tamanho do feixe pode ser alterado dinamicamente pelo setor, e setores específicos podem ser bloqueados. Uma distribuição de dose mais sofisticada pode ser obtida através da mistura de feixes de vários tamanhos e/ou bloqueio de setores individuais. Ao contrário do modelo 4C onde é necessário bloquear

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manualmente feixes individuais para moldar a distribuição da dose, o Perfexion® torna isso possível simplesmente movendo setores individuais para bloquear os raios que passam através de uma estrutura crítica particular.

Além do projeto colimador atualizado, o Perfexion® introduziu uma série de outras alterações para o Gamma Knife®33.

O aumento do volume da cavidade de radiação para três vezes maior que o dos modelos anteriores permite um intervalo maior de tratamento nas coordenadas x e y de 160 mm e 180 mm, respectivamente. A coordenada z é limitada pela distância do ponto focal à superfície interna do colimador. O aumento da distância do ponto focal à superfície interna, combinado com a forma quase cilíndrica da cavidade de radiação, em comparação com a forma hemisférica dos modelos anteriores, torna as colisões mecânicas, entre o aro estereotáxico ou a cabeça do paciente e a superfície interna do colimador, muito menos prováveis21. Também elimina a necessidade de posicionamento excêntrico do aro e faz com que seja possível tratar a maioria das lesões periféricas.

Os diâmetros dos colimadores mudaram para três tamanhos diferentes: 4 mm, 8 mm e 16 mm. Os diâmetros dos feixes são alterados automaticamente através de uma unidade de movimentação que deslocam as fontes para o colimador selecionado. As fontes possuem cinco posições diferentes: 4 mm, 8 mm, 16 mm, bloqueado e ”home”. Embora as posições “bloqueado” e “home” sejam duas posições em que os feixes estão bloqueados, na posição “bloqueado”, as fontes estão mais próximas dos colimadores, por isso demoram menos de um segundo para chegar a qualquer outra posição. Na posição “bloqueado”, as fontes estão localizadas entre os colimadores de 4 e 8 mm, o que faz com que o tempo para bloquear o feixe de radiação seja mínimo. Como resultado, a mesa não precisa se deslocar para a posição fora de foco, como é o caso de tratamentos realizados com APS no modelo C. Isto reduz significativamente a dose de radiação que o paciente recebe, visto que os feixes são ativados somente quando o paciente está na posição correta de tratamento. “Home” é a posição ocupada pelas fontes, quando a máquina está desligada, ou quando o botão de emergência é ativado. Nesta posição, as fontes são retiradas, ficando a vários centímetros de distância de qualquer um dos colimadores, determinando assim uma menor taxa de dose fora do aparelho21.

Outra mudança é no projeto do sistema de posicionamento.

O Perfexion® posiciona o paciente movendo a mesa ao invés de mover a cabeça do paciente. Isto possibilita maior rapidez no tratamento de tumores maiores, bem como de pacientes com múltiplas metástases cerebrais33. A mesa serve como sistema de posicionamento automático do paciente (APS), ou seja, coloca o paciente nas coordenadas estereotáxicas pré-selecionadas. Este sistema pode mover-se entre coordenadas com uma velocidade de até 10 mm/s, que é uma ordem de grandeza superior ao sistema de posicionamento automático implementado no modelo C (o primeiro modelo com posicionamento automático), que tem uma velocidade de 0,8 mm/s32.

O Perfexion® é também o primeiro modelo Gamma Knife® que oferece uma ferramenta de fixação não-invasiva, o sistema Extend®, que permite o tratamento fracionado com o Leksell Gamma Knife Perfexion® o que era impraticável até então com os modelos anteriores de Gamma Knife®. Tumores da coluna espinhal não podem ser tratados por esta técnica, somente pacientes com lesões situadas até o nível da terceira vértebra cervical podem ser beneficiados por este tratamento.

Figura 1. Leksell Gamma Knife Perfexion® (Elekta)

acelerador lInear (lInac)

Os aceleradores lineares são equipamentos que usam ondas eletromagnéticas de alta frequência para acelerar elétrons a grandes velocidades em tubos a vácuo. Os elétrons acelerados percorrem o tubo e em uma de suas extremidades, no potencial máximo de aceleração, colidem com um alvo metálico com elevado número atômico. Na colisão com os núcleos dos átomos do alvo, os elétrons são subitamente desacelerados e

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respeito à conformidade ou à homogeneidade do efeito.

O aperfeiçoamento das máquinas de tratamento radioterápico permitiu que o tratamento se tornasse cada vez mais preciso quanto à localização dos órgãos de risco e na liberação de dose no volume alvo.

As vantagens do uso do acelerador linear para radiocirurgia incluem a possibilidade de uso de equipamento instalado para radioterapia convencional, a grande flexibilidade para modificar a geometria do campo e conformá-la à da lesão a ser tratada, a ausência de limites para o tamanho do campo e a possibilidade de fracionamento da dose quando necessário. As desvantagens incluem a necessidade de controle de qualidade mais rígido para garantir a segurança e a reprodutibilidade, cuidados especiais para garantir a precisão mecânica do sistema, a necessidade de testes frequentes dos sistemas mecânicos, de radiação e de transferência de dados para o computador de planejamento6.

liberam a energia relativa a esta perda de velocidade, em geral, calor. Entretanto, uma pequena porcentagem destes elétrons é defletada na interação com os núcleos do alvo metálico e, então, sofrem uma mudança na aceleração. Isto resulta na emissão de fótons a partir do elétron, isto é, radiação eletromagnética. Esta energia transformada em raios X por freamento é variável, podendo ser tipicamente de 6 MV até 18 MV. Esses fótons de alta energia podem ser usados para tratamentos superficiais ou tratamentos de tumores profundos5.

A partir de 1974, iniciou-se a utilização dos Aceleradores Lineares (LINAC) na Radiocirurgia aproveitando fontes de radiação viáveis para esta técnica como é o caso dos feixes de raio-X de alta energia26. Estes feixes são colimados e dirigidos a alvos pré-determinados e localizados estereotaxicamente. Deste momento em diante ocorreram rápidas alterações no estado de arte da Radiocirurgia aumentando-se progressivamente o grau de eficácia, precisão e segurança na execução desta modalidade terapêutica. Nos anos 80 foram apresentadas várias técnicas com aceleradores modificados. Em 1984, surgiu uma técnica baseada na utilização de colimadores circulares de diâmetros variados, acoplados a um Acelerador Linear, sendo o tratamento efetuado mediante o recurso de múltiplos arcos não coplanares, convergentes3. Estes, permitiam a conformação do volume irradiado através da otimização dos tamanhos de colimadores, da ponderação e da extensão dos arcos de tratamento, do ângulo de rotação da mesa e principalmente pela colocação de múltiplos isocentros distribuídos pelo volume alvo. Mais recentemente, o desenvolvimento do colimador multilâminas (multileaf - MLC) veio proporcionar, através da técnica de Arco Conformacional Dinâmico, a capacidade de conformar melhor os feixes de radiação à irregularidade do alvo, poupando-se de melhor maneira as estruturas vizinhas sadias39. Esta técnica permitiu também a redução a um único isocentro (na maioria dos tratamentos), o que proporciona uma dose mais homogênea no volume alvo15. Outras inovações têm sido implementadas nos aceleradores lineares, tais como, aumento da energia do feixe, energias diferentes em um mesmo equipamento, por exemplo, 6 MV, 10 MV, 18MV para feixes de fótons e 6 MeV, 9 MeV, 12 MeV para elétrons, abertura assimétrica dos colimadores e colimadores multilâminas e feixe de intensidade modulada. Além das vantagens anteriormente citadas, as capacidades de movimento dinâmico das lâminas e de conformação contínua ao volume alvo ao longo da irradiação, vieram melhorar ainda mais a distribuição de dose em alvos irregulares, no que diz

Figura 2. Colimador multilâminas Varian (HD-MLC) (Varian Medical System, Inc. Todos os direitos reservados.)

Figura 3. Acelerador Linear Novalis. BrainLab, Inc e Varian Medical Systems.

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radIocIrurGIa com acelerador lInear

Sistemas com Colimadores Circulares (CONES)

A utilização inicial dos aceleradores lineares em radiocirurgia ocorreu por meio do uso de múltiplos arcos convergentes a partir de colimadores circulares. Para cada planejamento de tratamento, é necessário selecionar o número de arcos, o arranjo angular de cada arco, o peso atribuído a cada arco e o número de isocentros. Uma variedade de arranjos de arco tem sido relatada31,35. Em comparação com o Gamma Knife®, uma quantidade maior de diferentes tamanhos de colimadores circulares está disponível. Ao ajustar as ponderações dos arcos ou através de um arranjo assimétrico, podem ser criadas distribuições de isodoses elipsoides em vez de esféricas37.

Tumores pequenos e de forma convexa, muitas vezes são possíveis de serem tratados com apenas um isocentro. Quando um isocentro é utilizado, a uniformidade da dose no alvo é elevada e a dose pode ser prescrita para um elevado nível de isodose. Quando o volume-alvo é grande ou se afasta de uma esfera ou um elipsoide, múltiplos isocentros normalmente são necessários para alcançar a conformidade adequada de dose no alvo. As regiões esféricas de altas doses precisam sobrepor-se, a fim de evitar deixar um ponto frio no alvo. Consequentemente, deve-se aceitar uma uniformidade de dose no alvo diminuída em comparação com planos usando um único isocentro37. Até o momento, não há consequências negativas clínicas relatadas como resultado da falta de uniformidade de dose em tratamentos com Gamma Knife® e Acelerador Linear com colimadores circulares.

Quando múltiplos isocentros são usados, o problema do planejamento de tratamento é similar ao do Gamma Knife® 11, em que as distribuições esféricas de dose são embaladas em conjunto para atingir uma composição de distribuição de dose em conformidade com o volume alvo. Devido ao fato do tempo de configuração e aplicação por isocentro ser tipicamente maior na radiocirurgia com acelerador linear em comparação com radiocirurgia em Gamma Knife®, geralmente é desejável proporcionar um número limitado de isocentros. No entanto, a disponibilidade de maiores tamanhos de colimadores, em comparação com a Gamma Knife® reduz a necessidade de utilização de um grande número de isocentros. No geral, os centros de Radiocirurgia baseados nos Aceleradores Lineares

e centros de Gamma Knife® relatam taxas de cura e níveis de complicação semelhantes.

Sistemas com Climadores multilâminas (MLC - Multileaf Collimator)

Um colimador multilâminas é um dispositivo de conformação de campo que usa lâminas móveis feitas de um material, tal como tungstênio, de modo a gerar formas de campo arbitrárias possibilitando maior conformação dos campos de tratamento de acordo com a forma e o tamanho do tumor, reduzindo assim a dose de radiação nas estruturas adjacentes ao tumor23. Um sistema típico de MLC consiste, por exemplo, de 80 lâminas (40 pares) ou mais, cuja espessura pode ser de 1cm ou menor. Essas lâminas são feitas de tungstênio e têm espessura de 6 a 7,5 cm ao longo da direção do feixe, dependendo do acelerador22 .

O interesse pelo uso de MLCs para radiocirurgia aumentou quando os fabricantes introduziram os colimadores micromultilâminas (mMLCs micromultileaf), um tipo de MLC, onde cada lâmina tem uma largura projetada entre 2 e 5 mm no isocentro. Os colimadores micromultilâminas são adequados para radiocirurgia por possibilitarem moldar pequenos campos irregulares com aceitável erro geométrico. Típicos mMLCs têm entre 20 e 80 lâminas arranjadas em pares. O tamanho máximo de campo dos mMLCs geralmente varia de 8 a 20cm, muito maior que aqueles observados nos colimadores circulares tradicionais. Como resultado, a radiocirurgia corporal extracraniana pode ser realizada37.

Além disso, atualmente os fabricantes oferecem MLCs projetados para ambos tratamentos, convencional e radiocirurgia. Por exemplo, o Agility MLC® da Elekta tem 160 lâminas com 5 mm de largura projetada no isocentro e oferece tamanhos de campos até 40 x 40cm. A Varian oferece o HD 120® MLC, um MLC com 120 lâminas que podem dar um comprimento de campo máximo de 22 x 40 cm. Cada um dos lados do colimador Varian é configurado com 60 folhas, distribuídas numa região central medindo 8 cm de largura com 32 lâminas de 2,5 mm e duas regiões periféricas com 7cm de largura com 14 lâminas de 5 mm para uma largura total de 22 centímetros.

Devido à facilidade de uso e ampla possibilidade de aplicações, o advento dos MLCs determinaram um declínio da popularidade da radiocirurgia usando colimadores circulares.

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Em comparação com Gamma Knife® e LINACs com colimadores circulares, a utilização de um MLC e um único isocentro pode levar a planejamentos que são menos conformados e com um gradiente de dose menos acentuado na margem do alvo. Como mencionado anteriormente, um planejamento de rotina em um Gamma Knife® envolve até 201 feixes e, em um tratamento típico, um cone de feixe em LINAC inclui cinco arcos, cada um cobrindo aproximadamente 100 graus de rotação do gantry. Em contraste, o planejamento típico com micromultileaf pode ter apenas seis feixes.

O tamanho do alvo é outra característica que pode dificultar o planejamento de tratamento usando um MLC. Em pequenos alvos, como no tratamento da neuralgia do trigêmeo, são necessários localização e posicionamento precisos. Os MLCs podem não ser adequados para alvos com tamanhos significativamente menores que um centímetro devido às bordas onduladas do campo causadas pela largura finita da lâmina. Para alvos maiores, o MLC pode proporcionar a entrega eficiente de feixe e uniformidade de dose devido ao uso de um único isocentro41. No entanto, a dose para estruturas normais adjacentes aumenta à medida que o volume do alvo aumenta41 podendo exceder os limites aceitáveis ao se tratar um tumor volumoso com uma única fração.

Os colimadores multilâminas (incluindo mMLCs) geralmente são usados em quatro formas de entrega de radiação: 1. Radioterapia Conformada Tridimensional (3D);

2. Arco de Conformação Dinâmica;

3. Radioterapia com Modulação da Intensidade do Feixe (IMRT); e

4. Radioterapia de Intensidade Modulada em Arco (IMAT)36.

1. Radioterapia Conformada Tridimensional

Com MLCs, técnicas de radioterapia conformada tridimensional (3D) podem ser aplicadas no planejamento de radiocirurgia. Os campos conformados utilizados na modalidade tridimensional são campos em que a configuração das lâminas segue a projeção do volume-alvo considerando sua forma tridimensional. Essa configuração de lâminas do MLC é mantida fixa durante a irradiação, de modo a bloquear as regiões fora do volume de tratamento, reduzindo a dose nos tecidos e órgãos sadios. Em cada campo de tratamento o gantry do acelerador e a mesa também permanecem fixos numa mesma posição42. Se

houver um número suficiente de feixes moldados pelo uso de multilâminas, a qualidade de distribuição de dose pode competir com a obtida com múltiplos arcos usando colimadores circulares e várias isocentros. Isto é mais evidente quando os alvos são maiores e não-esféricos. Como é necessário apenas um isocentro, a uniformidade da dose obtida com MLCs é geralmente melhor do que a alcançada com a utilização de colimadores circulares e múltiplos isocentros. Com exceção da necessidade de reconstrução estereotáxica, a partir de aros estereotáxicos e marcadores, o método de planejamento para radiocirurgia é essencialmente semelhante ao da terapia conformada 3D. Cada campo não-coplanar é moldado com base na visão do feixe de radiação (BEV beam’s-eye-view images) do alvo com margens adicionais considerando a largura da penumbra, que é mais larga do que a penumbra de colimadores circulares e aumenta com a largura da lâmina. O uso de campos fixos entregues com um MLC é mais adequado para alvos com formas convexas37.

2. Arcos de Conformação Dinâmica

Nos arcos de conformação dinâmica, a forma do campo muda continuamente por meio da movimentação das lâminas durante a irradiação, para estar em conformidade com o BEV do alvo durante a entrega arqueada do feixe. A entrega por arco conformado dinâmico combina as vantagens dosimétricas dos arcos (redução de pontos quentes) com a conformidade de dose que é possível com o formato do feixe com MLC. Além disso, esta abordagem requer apenas um único isocentro. Com a utilização de três ou quatro arcos não-coplanares, um volume de alta dose uniforme pode ser criado em conformidade com o alvo. O cálculo da dose para arcos de conformação dinâmica é mais complicado do que para os arcos convencionais, devido ao fato das formas dos campos se alterarem enquanto o feixe está sendo emitido. O sistema de planejamento deve calcular as contribuições de dose a partir de um grande número de campos de formato irregular. Na determinação do espaço angular dos campos fixos, deve-se equilibrar a necessidade de precisão com o desejo de um tempo de cálculo da dose razoavelmente rápido37.

Em alguns sistemas de planejamento, um longo arco também pode ser dividido em sub-arcos. Os pesos destes sub-arcos podem ser otimizados com base nas restrições de dose e volume definidos pelo usuário. Durante a entrega, cada um destes sub-

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arcos é tratado como um feixe separado. Geralmente, esta técnica não funciona bem em alvos com superfícies côncavas sendo, portanto, melhor no tratamento de alvos convexos.

3. Radioterapia com Modulação da Intensidade do Feixe (IMRT)

Radioterapia por Intensidade Modulada, ou IMRT, é uma forma especializada, um refinamento da Radioterapia Conformada Tridimensional, na qual o feixe de radiação é modulado para conformar o tumor. Com IMRT, o feixe de radiação pode ser dividido em pequenas partes e a intensidade de cada parte pode ser ajustada individualmente. Em cada feixe, a dose liberada no alvo não é uniforme. Entretanto, todos os feixes em combinação produzem uma distribuição de dose altamente conformada. Utilizando IMRT, é possível limitar ainda mais a quantidade de radiação recebida pelo tecido sadio localizado próximo ao tumor, além de permitir maior dose entregue ao tumor, aumentando a probabilidade de cura.

Através de um sistema de planejamento (Treatment Planning System – TPS) com um programa de computador específico para IMRT realiza a otimização do plano de Radioterapia, modificando a intensidade do feixe em cada ponto de cada campo de tratamento, de acordo com as doses definidas pelo médico. Este processo, denominado de planejamento inverso, oferece uma adequação de dose ainda melhor aos volumes tumorais, com proteção mais significativa das estruturas críticas normais. A IMRT melhora a conformidade de dose quando comparada com o uso dos feixes não modulados convencionais.

A modulação da intensidade do feixe dentro dos campos de tratamento é obtida através da maior ou menor exposição de cada ponto durante o tratamento. Isto se consegue a partir da movimentação precisa das microlâminas controlada por um programa de computador, alimentado com os dados advindos do TPS.

Além da exatidão na identificação dos tecidos, da complexidade na combinação dos campos e da modulação da intensidade dos feixes, a IMRT exige uma perfeita imobilização do paciente, requerendo aparatos específicos para este fim, e, assim, possibilitando que os melhores resultados clínicos possam ser obtidos com este método.

Atualmente são vários os sistemas disponíveis com

diferentes formas de tratamento utilizando IMRT. Destacam-se a modulação da intensidade com MLC, a Tomoterapia Helicoidal, a Arcoterapia de Intensidade Modulada (IMAT)42.

A modulação da intensidade com MLC pode ser efetuada em modo estático (SMLC) ou “step and shoot” e em modo dinâmico (DMLC) ou “sliding window”.

Campos de IMRT segmentados

Um campo com modulação de intensidade do feixe do tipo segmentada (“step and shoot” IMRT), consiste de uma sobreposição de pequenos segmentos de campo, ou sub-campos, de configuração fixa. Nas técnicas de IMRT aqui descritas, as configurações de mesa de tratamento e gantry do acelerador permanecem fixas durante a irradiação de cada campo.

A segmentação do campo é realizada por cálculo do sistema de planejamento com base em parâmetros iniciais definidos pelo usuário, tais como ângulos do gantry e mesa de tratamento, o número de segmentos e os níveis de proteção a órgãos críticos e de cobertura da lesão alvo.

Como resultado da sobreposição dos diversos segmentos de campo gera-se um padrão de intensidade de radiação não-uniforme. Regiões da lesão menos irradiadas por um campo são compensadas em outro campo cuja cobertura não afeta órgãos críticos.

A irradiação ocorre em cada segmento do campo com as lâminas do MLC fixas em uma posição e é encerrada durante a movimentação das lâminas ao formar o próximo segmento, quando então se inicia um novo ciclo de irradiação42.

Campos de IMRT dinâmicos

Um campo com modulação de intensidade do feixe do tipo dinâmica (“dynamic IMRT” ou “sliding window”) consiste de uma sobreposição dinâmica de configurações de colimação para cada posição fixa do gantry do acelerador, durante a irradiação.

Como no caso dos campos de IMRT segmentados, a movimentação das lâminas do MLC é calculada no sistema de planejamento com base nos parâmetros iniciais gerando um padrão de intensidade de radiação não-uniforme. Neste caso, porém, não ocorre o efeito liga-desliga do feixe de radiação.

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A irradiação é contínua mesmo durante a movimentação das lâminas do MLC. Pode-se pensar como sendo o caso em que há infinitos segmentos de campo sobrepostos para formar um campo de intensidade modulada. Apesar das poucas diferenças em relação aos campos segmentados, os diferentes parâmetros que devem ser levados em conta devido à movimentação das lâminas produzem implicações dosimétricas significativas necessitando controles diferentes em cada uma das técnicas42.

Tomoterapia

A Tomoterapia tem por base a técnica de IMRT, mas com recurso a um acelerador com um design diferente, semelhante a um aparelho de TC, que possui um microcolimador. Envolve um conceito de tratamento “slice-by-slice” à medida que o gantry gira em torno do paciente. O uso mais recente desta técnica – Tomoterapia Helicoidal – alia o movimento da mesa de tratamento simultaneamente à rotação do gantry.

A Tomoterapia helicoidal combina a tomografia computadorizada com um sistema de emissão de radiação constituído por um acelerador linear 6 MV montado sobre um anel que gira em torno do paciente, resultando numa entrega de feixe de radiação helicoidal. A espessura do feixe de radiação é ajustável e o perfil de dose pode ser dinamicamente modificado usando um colimador multilâminas para a realização de radioterapia de intensidade modulada (IMRT). Um detector de tomografia computadorizada (TC) em frente ao gantry do acelerador linear permite imagens para a realização de radioterapia guiada por imagem (IGRT). O planejamento de tratamento é conseguido com um sistema de planejamento inverso. O sistema de Tomoterapia permite obtenção de imagens tomográficas 3D diariamente para garantir a precisão da posição do paciente antes de cada entrega de tratamento.

4. Radioterapia de Intensidade Modular em Arco (IMAT)

Arcoterapia volumétrica modulada (VMAT)

A técnica IMAT recorre à utilização do MLC em modo dinâmico junto com a rotação do gantry para a criação de arcos dinâmicos, durante os quais é efetuada a distribuição de dose. É através da criação de vários arcos rotacionais durante os quais a forma do campo é definida pelo movimento das lâminas do MLC, que se obtém a modulação de intensidade

desejada. Em cada arco podem ser definidos vários campos, com diferentes ponderações, de acordo com a velocidade de rotação do gantry8.

O desenvolvimento das técnicas de tratamento rotacionais – RapidArc® da Varian e VMAT® da Elekta – desencadeou uma onda de interesse na técnica IMAT. Tanto o RapidArc® como o VMAT® são similares ao IMAT, pois recorrem a um MLC que altera a forma do campo de tratamento dinamicamente, enquanto o gantry roda em torno do paciente. A diferença significativa é que, ao contrário do que ocorre na técnica IMAT, apenas é necessária uma única rotação do gantry, tornando o tratamento potencialmente mais rápido. O VMAT®, recente e avançada tecnologia da Elekta, permite efetuar tratamentos de uma forma controlada, precisa e rápida, com uma única rotação do gantry, durante a qual o MLC se adapta, em cada momento, à forma do PTV, proporcionando uma adequada distribuição 3D de dose. Isso é conseguido através da alteração simultânea de três parâmetros durante o tratamento, a velocidade de rotação do gantry, a forma do campo de tratamento através do movimento coordenado das lâminas do MLC e a taxa de deposição de dose8,34.

O RapidArc® tem como princípio agilizar o tratamento com intensidade modulada movimentando o gantry e as lâminas de colimação (MLC) simultaneamente enquanto ajusta a taxa de dose. Tal complexidade requer uma verificação elaborada da distribuição de dose e controles de qualidade específicos das lâminas antes de submeter o paciente ao tratamento.

acelerador lInear robótIco

Cyberknife

O CyberKnife® (Accuray, Sunnyvale, CA) é um sistema apresentado nos anos 90 com uma proposta radicalmente diferente à da radiocirurgia com acelerador linear isocêntrico. Trata-se de um equipamento que tem como fonte de radiação um LINAC montado num braço robótico compondo um sistema de radiocirurgia totalmente integrado que utiliza dispositivos de imagem para localizar o alvo de tratamento em tempo real, em vez da localização convencional de estereotaxia baseada no aro estereotáxico1. O feixe de tratamento é fornecido por um acelerador linear (LINAC) montado num braço robótico capaz de manobrar apontando o LINAC com liberdade quase

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completa no espaço de trabalho de tratamento (com exceção dos ângulos bloqueados devido à interposição do LINAC entre as fontes de raio-X diagnóstico e as placas detectoras de imagem localizadas no piso37.

Durante o tratamento, o sistema de imagem adquire repetidamente imagens planares que são comparadas com as radiografias reconstruídas digitalmente (digitally reconstructed radiography - DRR) em sistema de planejamento computadorizado, a partir das tomografias de planejamento. Depois de um processo de comparação de imagem rápida (cerca de alguns milissegundos), as coordenadas atualizadas dos feixes são fornecidas ao robô e a posição do robô é atualizada para compensar qualquer movimento do alvo. Isto permite que o sistema mantenha o alinhamento do feixe com o alvo, mesmo com os movimentos do paciente18. A capacidade de manobra do feixe, sem restrições por um isocentro, combinada com a capacidade de ajuste do alinhamento durante o tratamento, caracteriza o Cyberknife® como um sistema único de liberação de doses. Suas propriedades possibilitam: 1) a liberação de distribuições de doses altamente conformadas a volumes alvos irregulares;

2) a liberação de tratamentos de radioterapia estereotáxica fracionada; e

3) o tratamento de locais extracranianos que não são passíveis de localização e/ou fixação usando aros estereotáxicos convencionais, utilizando-se um sistema de planejamento de tratamento que foi projetado especificamente para o CyberKnife®37.

O feixe de tratamento é fornecido por um acelerador linear de 6 MV X-banda que não emprega filtro de achatamento. O feixe é colimado para uma secção transversal circular, por um conjunto de doze colimadores intercambiáveis. Na distância fonte-superfície (source-to-surface distance – SSD), estes colimadores determinam um diâmetro de feixe que varia de 5 a 60 mm. O SSD do feixe pode variar de 60 a 100 cm. Assim, uma ampla faixa de diâmetros de feixe pode ser obtida através de variações do tamanho do colimador e da SSD. Em 2008, a Accuray introduziu o colimador de abertura variável Iris® com uma combinação de 12 aberturas variáveis que, automaticamente amplia os tamanhos dos 12 colimadores fixos37.

Todos os planejamentos no Cyberknife® são baseados em imagens de TC usados isoladamente ou em conjunto com

imagens complementares como, por exemplo, RM. Como na maioria dos sistemas de radiocirurgia e radioterapia estereotáxica fracionada, a TC é utilizada para delinear o alvo calcular a dose. Entretanto, no CyberKnife®, a TC tem também um papel crítico na orientação da imagem e ajustes necessários no momento da administração da radiação. Se forem usadas imagens de RM para delineação anatômica, então, o estudo de RM precisa ser fundido ao estudo de TC antes do início do processo de planejamento37.

O Cyberknife®, através de suas ferramentas avançadas de registro de imagens, sistemas automáticos de posicionamento de alvos e compensações de mudanças em tumores, permite o tratamento de lesões do sistema nervoso central (SNC) no crânio e em qualquer lugar ao longo da coluna vertebral, bem como em outros locais como pulmão, pâncreas, próstata, e outros tumores de tecido mole. Embora o procedimento geral de planejamento e tratamento não seja específico, cada local introduz alguns elementos distintos para o processo de planejamento.

Figura 4. Cyberknife (Accuray, Inc.)

RadiociRuRgia Estereotáxica com Feixes dE Partículas PEsadas

Os equipamentos para Radiocirurgia, amplamente utilizados, usam fótons gerados a partir de isótopos radioativos tal como o Cobalto 60 ou de acelerador linear. Eles têm muitas vantagens incluindo sua ampla disponibilidade e favorável relação custo-efetividade. No entanto, os fótons também têm suas desvantagens. Nas últimas décadas, diversos estudos têm sido

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realizados sobre modalidades alternativas para radioterapia que contornem as limitações dos fótons. Entre estas alternativas, a radioterapia com partícula carregada e pesada tal como feixes de próton e de íon carbono tem recebido especial atenção devido às suas características físicas favoráveis. As partículas pesadas têm uma forma de depositar energia que é fundamentalmente diferente dos fótons. No caso da radiação do fóton, a deposição de dose e consequentes ionizações resultantes no tecido, são caracterizadas por um pico de dose mais superficial seguida por uma queda suave (dose fall-off)38.

Consequentemente, o tecido normal adjacente ao alvo recebe exposição significativa à radiação. Diferente dos fótons, a utilização das partículas carregadas proporciona uma forma espacial de deposição de energia ionizante predominante no final do percurso das partículas incidentes, a uma profundidade maior, representada por uma curva, cuja maior amplitude é conhecida como pico de Bragg12. Nos tecidos além desta profundidade, não há mais nenhum evento de ionização atribuível às particuladas carregadas (embora um pequeno número de ionizações, devido à desintegração nuclear, ainda possa ocorrer quando são usados núcleos maiores, como os íons carbono)38. A profundidade do pico de Bragg é dependente da energia inicial da partícula incidente, e dessa forma, a posição de deposição máxima de energia ionizante é controlada pela velocidade inicial da partícula incidente. Como consequência, os tecidos sadios, adjacentes ao local do pico de Bragg, podem ser preservados dos efeitos tóxicos da radiação, ser ampliada a dose no tecido alvo e obter maior taxa de controle tumoral através da variação de parâmetros físicos aplicados na terapia12.

Até 2001, havia apenas dois centros de terapia com prótons nos EUA. Desde então, as propriedades interessantes das partículas carregadas incentivaram a construção de outros oito centros e mais quatro a serem concluídos em breve. Este número crescente de instalações irá estimular pesquisas sobre o uso da radiação de partículas carregadas em muitas áreas, incluindo a radiocirurgia38.

Os aceleradores de partículas são equipamentos que fornecem energia a feixes de partículas subatômicas eletricamente carregadas. Todos os aceleradores de partículas possibilitam a concentração de grande energia em pequeno volume e em posições arbitradas e controladas de forma precisa. Trata-se de um instrumento essencialmente construído utilizando uma fonte de partículas carregadas expostas a campos elétricos

que as aceleram. Após a aceleração passam por um campo magnético que as desvia de suas trajetórias focalizando-as e controlando as direções43.

Todos os tipos de aceleradores, independentemente de seu grau de avanço tecnológico, obedecem aos mesmos princípios básicos. Devido à disposição geométrica dos campos eletromagnéticos responsáveis pela aceleração das partículas, basicamente são classificados em dois tipos: cíclicos e lineares43.

Para que as condições sejam as mais próximas do ideal, existe a necessidade de geração de vácuo de excelente qualidade na região de trânsito, evitando assim a dispersão destas pelas moléculas de gases que porventura estejam em sua trajetória.

Os tipos de aceleradores cíclicos mais utilizados são o ciclotron e o sincrotron, construídos para promover a trajetória curva das partículas pela ação dos campos magnéticos em espiral ou circular.

Este tipo de acelerador força a partícula a passar diversas vezes pelos sistemas de aceleração. A energia final das partículas depende da amplitude da diferença de potencial aplicada e do número de voltas que estas dão no dispositivo43.

Em um sincroton, tanto o campo elétrico como o magnético variam para acelerar uma partícula mantendo-a ao longo de uma trajetória circular definida. Em um ciclotron, a partícula inicia no centro de uma cavidade cilíndrica e acelera numa espiral, deslocando-se centripetamente. Neste caso, o campo elétrico alterna com uma frequência constante para acelerar a partícula durante cada revolução, mas o campo magnético é mantido uniforme para conseguir o movimento em espiral. Quando a partícula atinge a energia desejada, ela é ejetada do sincroton ou ciclotron. No caso dos prótons, geralmente é em torno de 150-250 MeV, o que resulta em 25-30 cm de penetração no tecido38.

Após a ejeção do acelerador, a partícula é então guiada por campos magnéticos para o gantry de tratamento. Uma abertura no gantry dirige o feixe para o paciente adequadamente posicionado e imobilizado. Atualmente, ciclotron de próton e íon carbono são os sistemas mais usados para a terapia de partículas carregadas. Outros íons carregados incluindo hélio, neônio, argônio e núcleos de silício têm sido explorados em ambientes de pesquisa, mas não têm o uso difundido38.

Um feixe monoenergético de partículas carregadas resulta

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em um pico de Bragg estreito, o que tem limitado a utilização clínica para o tratamento de tumores maiores. Portanto, dois modos diferentes de entrega de energia têm sido desenvolvidos para cobrir adequadamente as dimensões do alvo.

O método mais comum de administração é através de dispersão passiva. Neste sistema, o feixe de partículas é disperso e achatado para criar um feixe de largura e intensidade desejadas. O feixe monoenergético também pode ser modulado para gerar um feixe polienergético. A curva de dose-profundidade resultante do feixe polienergético é uma sobreposição das curvas de dose em profundidade dos picos de Bragg correspondentes. É caracterizada por uma dose de entrada diferente de zero, que se eleva para um platô antes de cair para zero na profundidade do pico de Bragg mais distal (spread-out Bragg peak). Desse modo, a lesão pode ser adequadamente coberta pela alta dose correspondente ao platô38.

Para maximizar a conformação à forma tridimensional do alvo e evitar os tecidos normais, aberturas ou colimadores são usados para moldar o limite do feixe.

Estudos de dosimetria da terapia de próton por dispersão passiva no tórax têm demonstrado que, com planejamento adequado, as suas distribuições de dose são superiores aos fótons em tratamentos (fótons conformada 3D ou fóton IMRT) na maioria dos casos9,17.

O segundo modo de entrega é um sistema de varredura de feixe. Neste modo, a partícula carregada é submetida a um campo eletromagnético antes de sair do gantry. Este campo eletromagnético modula a energia e a direção do feixe de partículas de modo que as partículas que saem do gantry depositam a sua energia em um plano específico (“varredura uniforme”) ou voxel (“varredura local” ou “exploração de feixe de lápis”) dentro da lesão44. Nestes sistemas, todos os planos ou voxels que constituem o alvo são tratados, geralmente a partir de zonas mais distais, até que todo o volume do tumor seja irradiado.

As vantagens radiobiológicas da terapia com partículas carregadas compreendem: as partículas carregadas, diferentemente dos fótons, estão associadas a alta transferência linear de energia (LET). Isso ocorre porque a radioterapia com partículas carregadas é diretamente ionizante, ou seja, em virtude de suas cargas, depositam energia no meio através da interação Coulombiana entre a radiação e os elétrons do meio. Por conseguinte, sua interação com os tecidos é caracterizada

por:

1) dano direto ao DNA celular; e

2) uma densa mobilização de elétrons secundários ao longo do trajeto da partícula, resultando em uma concentração local elevada de radicais livres que também causam danos no DNA38.

Dois outros fenômenos radiobiológicos merecem destaque no que diz respeito às vantagens relativas de radiação de partículas carregadas. Na radiobiologia dos fótons, a radiossensibilidade de uma célula tumoral pode estar diminuída pela falta de oxigênio ou pela posição da célula em uma fase radiorresistente do ciclo celular (tal como a fase S). Em ambos os casos, a radiossensibilidade alterada é atribuída à capacidade das células para a reparação dos danos induzidos pela radiação no DNA, que é reforçada por hipóxia e pela presença de cromátides irmãs e enzimas de reparo do DNA em certas fases do ciclo celular. No entanto, a ruptura da fita dupla de DNA é um subtipo de lesão de DNA que é difícil de reparar, mesmo na presença destes modificadores radiobiológicos. Partículas que possuem efetividade biológica relativa (EBR) mais elevada são chamadas de “alta” qualidade. Pelo fato das partículas de alta qualidade (tais como as de núcleo pesado e íons de carbono), serem mais propensas a induzirem este tipo de dano, os efeitos do oxigênio e ciclo celular se tornam menos importantes. Esta capacidade da radiação com partículas pesadas de superar estes mecanismos intrínsecos de radiorresistência é a maior vantagem teórica sobre os fótons. Esta diferença na radiobiologia é a principal característica dos íons de núcleos pesados e prótons, cuja qualidade radiológica é semelhante aos fótons38.

Nos tumores do sistema nervoso central a dose é geralmente limitada por suas proximidades a diversas estruturas radiossensíveis, como o quiasma óptico, tronco cerebral, hipotálamo e medula. Portanto, consideráveis investigações têm estudado se altas doses de radiação, a partir da terapia com prótons, podem determinar melhores distribuições de dose que os tratamentos baseados em fótons.

No entanto, embora a investigação sobre o papel da radiação de partículas carregadas para os tumores do SNC esteja em curso há mais de 50 anos, a maioria dos centros têm se centrado em regimes convencionalmente fracionados ou modestamente hipofracionados29. Com a construção de vários centros de terapia com prótons nos Estados Unidos, o interesse em combinar

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vantagens dosimétricas de partículas com radiocirurgia para o tratamento de tumores intracranianos e espinhais tem se renovado. Estudos fase I-II investigando esta abordagem estão em andamento. Por enquanto, revisões retrospectivas de pacientes tratados com o Ciclotron em Harvard fornecem uma visão preliminar sobre o papel da radiocirurgia com partículas – especificamente radiocirurgia com prótons - para tratamento de tumores do SNC na era contemporânea19.

conclusão

O desenvolvimento da radiocirurgia do início do século 20 até o presente momento tem sido um dos exemplos mais significativos de colaboração interdisciplinar na história da medicina. A livre troca de ideias, tecnologia e inovação entre médicos, físicos e engenheiros revolucionou o tratamento de algumas doenças desafiadoras.

Desde que foi inventada, é evidente que a radiocirurgia tornou-se um tratamento convencional para uma ampla variedade de condições. Isto não é surpreendente. Devido a inovações em imobilização estereotáxica, imagens e radiobiologia, a técnica é agora extremamente precisa, não invasiva, bem tolerada e eficaz. Não é mais considerado um tratamento experimental, mas sim um campo em constante crescimento e avanço.

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correspondInG author

Soraya Aurani Jorge CecílioFunctional Neurosurgeon, RadiosurgeonInstituto de Radiocirurgia NeurológicaSão Paulo, SP

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acelerador linear, gamma knife, cyberknife e proton beam

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