A1.2 Radioterapia fotônica externa

Tópico

O acelerador linear gera o feixe de fótons de alta energia – equivalente a uma tensão de aceleração entre seis e dezoito megavolts – com o qual se inicia toda radioterapia com fótons externos: esse feixe de fótons atravessa o corpo do paciente e, ao passar por ele, deposita doses no volume do tumor a ser tratado.

A forma como essa dose é distribuída no corpo do paciente não depende apenas da energia do feixe de fótons, mas do transporte da radiação na matéria: nesse transporte, cada fóton do feixe pode interagir com os elétrons do tecido de três maneiras - dando-lhes parte de sua energia, espalhando-se com perda parcial de energia no que é conhecido como espalhamento Compton, ou sendo completamente absorvido no efeito fotoelétrico -, e é a combinação dessas interações fóton-elétron que determina, ponto a ponto, como o dose é distribuída ao paciente.

Essa mesma distribuição de dose dentro do paciente é o que a evolução tecnológica da radioterapia externa com fótons vem moldando com precisão crescente: partindo de simples campos retangulares que irradiavam uma ampla região sem distinguir claramente o volume do tumor do tecido saudável circundante, o aparecimento da modulação de intensidade permitiu variar a intensidade do feixe de fótons ponto a ponto dentro de cada campo; Posteriormente, a técnica de arcos de rotação com modulação dinâmica também permitiu que o feixe de fótons girasse em torno do paciente enquanto era modulado; e a técnica de doses altíssimas em poucas frações, com precisão submilimétrica, levou esse mesmo princípio ao seu extremo. Cada passo desta evolução tecnológica consegue concentrar mais doses no volume do tumor e reduzi-lo no tecido saudável que o rodeia.

O que permite calcular, e não apenas descrever, essa distribuição de dose é um princípio central: a dose que cada ponto do tecido recebe resulta da combinação do fluxo de fótons que ali chegam com um padrão fixo que descreve como a energia é distribuída em torno de cada fóton interagente - combinação que em física se chama convolução - de modo que basta conhecer o fluxo de fótons e esse padrão de deposição para prever a dose em qualquer ponto do paciente. O planejamento do tratamento passa por essa mesma relação no sentido inverso: em vez de partir do fluxo de fótons para obter a dose, a otimização inversa do plano parte da probabilidade de controle do tumor e da probabilidade de complicação no tecido sadio que se deseja alcançar, e a partir desses dois objetivos calcula qual fluxo de fótons - distribuído segmento por segmento no colimador multifolhas que compõe o feixe de fótons - é necessário para produzir aquela distribuição de dose, fechando assim o ciclo entre o fluxo de fótons e a dose que esse mesmo o fluxo determina.

Tomados em conjunto, este caminho do acelerador linear ao feixe de fótons, daí ao transporte da radiação dentro do corpo do paciente, e daí à distribuição de dose calculada e otimizada com o colimador multifolhas, é o que permite que a radioterapia externa de fótons cumpra seu propósito: concentrar a dose do feixe de fótons no volume do tumor com precisão crescente - até o nível submilimétrico alcançado pelas técnicas mais recentes - enquanto reduz ao mínimo possível a dose recebida pelo tecido saudável ao redor do tumor.

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