Propiedades de los rayos X

Los rayos X son básicamente nada más que luz de onda extremadamente corta (y por lo tanto no perceptible para los ojos). Se aplica lo siguiente: cuanto más corta es la longitud de onda, más energía se transporta y más difícil es reducir la velocidad de los rayos. Por lo tanto, a diferencia de la luz visible, los rayos X penetran casi todas las materias sólidas. Pero ellos también son absorbidos durante su interacción con las moléculas del cuerpo y así pierden constantemente intensidad – similar a un rayo de luz en una niebla. La dosis máxima es justo debajo de la piel. Este efecto se basa en la captación de radiación dispersa que se produce sólo en la piel. La dosis de radiación desciende bruscamente en forma de curva exponencial en el camino posterior hacia el tumor. De este modo, el tumor característicamente profundo recibe menos dosis que el tejido en el trayecto de radiación “aguas arriba” delante de él; los órganos detrás del tumor (por ejemplo, la médula espinal, los nervios ópticos, las partes cerebrales) siguen recibiendo el trayecto de dosis “downstream”.

La figura 1 muestra la curva de dosis local en la profundidad del cuerpo para la irradiación desde la izquierda. El tejido que se encuentra delante de un tumor a una profundidad de 20 cm, por ejemplo, recibe mucha más radiación que el propio tumor; el tejido que se encuentra detrás del tumor sigue recibiendo una dosis considerable. El aumento técnicamente posible de la energía del fotón aplana esta caída exponencial de la dosis dada físicamente. Por lo tanto, representa un intercambio entre el daño tisular anterior y el daño tisular posterior al tumor, pero no una mejora fundamental.

Tolerancia a la radiación del tejido tumoral versus tejido sano

No existe una diferencia fundamental entre la tolerancia a la radiación del tejido sano y el tejido tumoral: La dosis de tolerancia para un 50 % de probabilidad de efectos secundarios en el tejido sano está entre 5 y 60 Gy, los tumores requieren de 30 a 85 Gy para su esterilización; de hecho, el tumor a menudo requiere una dosis más alta que el tejido normal circundante, por ejemplo, el pulmón normal o el intestino tolera (Figura 2). Por lo tanto, los tumores sólo pueden tratarse con una dosis local elevada, que en la práctica siempre está limitada por la dosis en el tejido sano circundante y, por lo tanto, por los efectos secundarios.

Los efectos secundarios inmediatos pueden incluir sangrado intestinal, daño a la piel, neumonía y arteriosclerosis posterior. Además, existe el riesgo de un cáncer posterior, ya que la radiación ionizante también causa daños permanentes al material genético de las células sanas. Los expertos esperan una probabilidad de alrededor del 1 por ciento por cada 10 años de vida restante de que un paciente tratado con rayos X desarrolle cáncer “inducido por radiación” en el curso de su vida. Esto representa un riesgo considerable, especialmente para los niños que todavía tienen la mayor parte de sus vidas por delante.

El daño tisular puede ser limitado, pero no prevenido – Superposición de radiación e IMRT

Hoy en día, el problema se resuelve en cierta medida irradiando el tumor desde diferentes direcciones. Entonces los rayos X se superponen exactamente en el tejido del tumor y por lo tanto se acumulan en efecto, mientras que el tejido sano circundante siempre es golpeado sólo por un solo rayo.

La figura 3 muestra las distribuciones de dosis esquematizadas correspondientes en la sección transversal del cuerpo. El diagrama muestra el considerable efecto de superposición en el área del tumor, pero también que muchos tejidos circundantes son irradiados simultáneamente con rayos X no letales (subletales). Debido a las propiedades físicas de los rayos X, siempre se deposita una dosis en el tejido que se encuentra detrás del tumor, lo que supone una carga para los órganos que se encuentran allí. Un método más reciente es la Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT), en la que el contorno y la intensidad del haz de rayos X se modifican continuamente, incluso si el tubo de rayos X orbita el tumor durante la irradiación. Aunque aquí se consigue un buen efecto de superposición, el problema fundamental no cambia, ya que los límites físicos de la radiación de rayos X no pueden superarse ni siquiera con la IMRT. Por lo tanto, la radioterapia de intensidad modulada (IMRT) no alivia significativamente el tejido sano, sino que sólo cambia la distribución del daño – el cociente desfavorable de uso/radiación dañina permanece inalterado.