Radiocirurgia Estereotáxica - III ConFiMe - 2011 Armando Alaminos Bouza - Físico Serviço de Radiocirurgia CEPRO, São Paulo. Serviço de Dor e Neurocirurgia Estereotáxica e Funcional, Hosp. Nove de Julho, SP. MEVIS Informática Médica Ltda.
Radiocirurgia Estereotáxica : Definições Radiocirurgia Estereotáxica = Estereotaxia + Feixes de alta energia colimados, 1 Fração. Radioterapia Estereotáxica = Estereotaxia + Feixes de alta energia colimados, N Frações. Comum : Alta precisão na definição e localização do alvo dentro do sistema de referência Estereotáxico. Alta concentração de energia dentro do alvo. Alto gradiente de dose na borda do alvo. Poupa de forma dramática tecidos fora do alvo.
Como localizar/atingir um ponto do cérebro com máxima precisão? Alvores da Estereotaxia. Horsley & Clark 1906 - London UCLA Museum of Medical Apparatus Munssen 1918 - Montreal
Spiegel e Wycis 1947 Primeira cirurgia estereotáxica em humanos. Leksell - 1949. Primeiro sistema isocêntrico
Tomografia Estereotáxica. Marcadores estereotáxicos ( fiducials )
Localizador em forma de N ( sistemas: Micromar, Radionics, Leksell, FiMe ) Cálculo do Z para o ponto de interseção entre a diagonal do localizador e o plano de corte tomográfico, independentemente da obliquidade. Paciente com um Radionics CRW em 3D (correção por obliquidade, A. Alaminos Bouza)
Cálculo do Z para localizador em V (sistemas Riechert-Mundiger e Zamorano-Dujovni). (Sturm-Pastyr, Acta Neurochirurgica, Volume 68, Numbers 1-2 / March, 1983) (Algoritmo do MNPS correção por obliquidade, A. Alaminos Bouza)
Prof. Lars Leksell (1907-1986). Neurocirurgião sueco, criador do Gamma Knife e do conceito da Radiocirugia. Em 1951, usando o cyclotron da Universidade de Uppsala, Leksell e o físico e radiobiólogo Borje Larsson desenvolveram o conceito de Radiocirurgia. Usaram feixes de prótons que incidiam em um pequeno volume do cérebro chegando por diversas direções. Conseguiram um método não invasivo de destruir regiões discretas e bem definidas dentro do cérebro com danos mínimos ao tecido circundante.
Radiocirurgia na década de 1960: - Universidade de Berkeley, California. Cyclotron. Tratamento estereotáxico de doenças hipofisárias. Dr. John Lawrence, desde 1954, irmão de Dr. Ernest O. Lawrence, Prêmio Nobel de Física pela invenção do cyclotron. Depois usado por Dr. Jacob Fabrikant para tratar MAV e adenomas. - Harvard, Boston. Cyclotron. Dr. Ray Kjellberg, após visitar a Leksell. MAV. Toda a radiocirurgia dos anos 1960 foi baseada em cyclotrons. Poucas chances de popularizar o método pelo alto custo do sistema.
O primeiro sistema clinicamente prático para radiocirurgia estereotáxica foi o Gamma Knife de 179 fontes de Cobalto-60, desenhado por Lars Leksell (neurocirurgião) e Borje Larsson (físico). Os primeros casos clínicos foram tratados na própria fábrica, Motala AB, em Linköping, Suécia, no ano de 1967. Instalado pela primeira vez no Hospital Sophia Hemmet em Stockholm, 1968. O primeiro paciente tratado foi submetido a uma talamotomia para controle de uma dor oncológica. O Gamma Knife tem evoluído até o presente e hoje utilizam 201 fontes de Cobalto-60 colimadas e convergentes a um isocentro comum. Ainda hoje o Gamma Knife é um sistema de custo muito alto com aplicabilidade limitada apenas a Radiocirurgia Estereotáxica.
1980..89 : Nascem os sistemas de radiocirurgia alternativos. 1982 Barcia-Salorio Cobalto-60 arcos isocêntricos com cones. Madrid. 1983 Jack Beraha LINAC, arcos isocêntricos com cones. São Paulo. 1984 Osvaldo Betti / Derechinski LINAC Cadeira isocêntrica com cones. Buenos Aires. 1985 Colombo Itália LINAC irradiação dinâmica, com cones. Fatos que ajudaram a popularizar A Radiocirurgia : - LINACs com isocentro estável. - Boom da neuro-imagem. - Boom da neurocirurgia estereotáxica. - Queda contínua dos preços do MegaFLOPS e megabyte.
Solução com LINAC :
Radiocirurgia com LINAC fluxograma
Radiocirurgia e imagens: - X-Rays : angiografia e ventriculografia. Alta resolução espacial mas pouca diferenciação dos tecidos. - Tomografia computadorizada. A resolução espacial tem melhorado e hoje pode considerar-se de 0.5 mm. Não apresenta distorção da geometria ou apenas linear. Moderada diferenciação dos tecidos. - Ressonância Magnética Nuclear. Alta diferenciação dos tecidos. Resolução espacial próxima dos 0.5 mm. Pode apresentar distorção não linear da geometria.
MRI e estereotaxia
Fusão multimodal de imagens: - semi-automática com referenciais intrísecos. - automática com maximização da informação mútua. neurinoma em CT e RMN
Fusão multimodal de imagens
Planejamento da radiocirurgia: conformação da isodose ao formato do alvo ou formato do PTV. Como quantificar o grau de conformação? (imagem cedida por Lic. Andrés Bruna)
Planejamento de alvos complexos: índices da conformação (conformity index) PIV : planned iso. Vol. TV : Target vol. TVpiv : TV PIV Ian Paddick, M.Sc. J. Neurosur. Supp 3, vol 93, dec. 2000
Como otimizar a distribuição da dose? Parâmetros a considerar para um número fixo de arcos: - coordenadas dos isocentros por arco. - diâmetros de colimador por arco. - peso de cada arco. Muitos graus de liberdade!?
Índice de conformação como função objetivo
Planejamento inverso em Radiocirurgia? Índice de conformidade como função objetivo.
Correção da distorção em DSA r' = r + D r3 + E r5 Modelo de Seidel aplicado ao Sistema Intensificador de Imagens (IIs). Curvatura do fotocátodo e campos magnéticos externos.
Imagens de DSA: Correção da distorção DSA original DSA após correção
Configurando o sistema de planejamento para radiocirurgia :
Controle de Qualidade Interno Test de Winston-Lutz
Controle de Qualidade : controle dosimétrico, phantom antropomórfico. Radiosurgery Verification Phantom. MD Anderson Cancer Center. Controle de qualidade por laboratório certificador externo.
Radiocirurgia - Indicações frequentes: Critérios de Seleção : - metástases cerebrais - neurinomas - meningiomas - malformações artério-venosas (MAV). - neuralgia do trigêmeo - lesões com diâmetro < 35mm - lesões com limites bem definidos. - outros a critério do serviço. Dia 0 (zero) Após 30 (trinta) dias
Conclusões A radiocirurgia é: - muito precisa em termos geométricos e dosimétricos. - o erro geométrico pode ser catastrófico! - complexa. - técnica multi-disciplinar, mas... - demanda muito trabalho do físico médico. Obrigado, Armando