VIII. LOS BENEFICIOS DE LA RADIACI�N EN LA MEDICINA
LA MEDICINA es el �rea que m�s se ha beneficiado con las propiedades de la radiaci�n. En este cap�tulo se explican algunas de las m�ltiples t�cnicas de diagn�stico y de tratamiento de enfermedades en que se usa radiaci�n. Se describen las bases f�sicas de las radiograf�as, la medicina nuclear y la radioterapia, as� como sus principales ventajas cl�nicas. Debido a que la cantidad de radiaci�n necesaria para la mayor�a de los ex�menes de diagn�stico o los tratamientos de radioterapia es mucho mayor que la de los niveles naturales, es en los usos m�dicos donde mejor se aprecia la necesaria evaluaci�n que se establece entre los riesgos y los beneficios inherentes a cualquier uso de la radiaci�n.
Comencemos refiri�ndonos al uso m�s general de radiaci�n en medicina, las radiografias, es decir el uso de los rayos X para ex�menes de diagn�stico (conocido como radiodiagn�stico). Los rayos X son producidos en un tubo de vidrio al vac�o que se encuentra en el interior del aparato met�lico frente al cual se ubica al paciente. Despu�s de que se produce la radiaci�n, se transmite en l�nea recta y a la velocidad de la luz, penetra el cuerpo del paciente, lo atraviesa, sale por el otro lado, y se encuentra con una placa radiogr�fica (similar en muchos aspectos a una pel�cula fotogr�fica) donde quedar� grabada una imagen anat�mica del interior del cuerpo.
�C�mo se forma la imagen del interior? Al atravesar el cuerpo del paciente, los rayos X son absorbidos m�s fuertemente por los huesos que por el tejido blando, de manera que al salir, aquellos rayos que en su camino encontraron huesos han sido debilitados (atenuados) m�s que aquellos que s�lo debieron atravesar tejido sin hueso. La diferente atenuaci�n queda registrada en la pel�cula radiogr�fica con diferentes niveles de iluminaci�n y de sombra, consigui�ndose una imagen del interior.
El mayor contraste (diferencia entre zonas claras y zonas oscuras) se obtiene entre la imagen de los huesos y la del tejido blando. Pero diferentes estructuras musculares no aparecen tan claramente diferenciadas y para visualizarlas se ha ideado introducir al cuerpo humano sustancias que causan fuerte atenuaci�n de los rayos X. Es as� como se logra observar todo el aparato digestivo, el urinario, el respiratorio y el cardiovascular. Al introducir sustancias radioopacas (el bario, entre otras) al torrente circulatorio, se pueden visualizar en la radiograf�a los vasos sangu�neos del ri��n, cerebro, etc�tera.
En los �ltimos cuarenta a�os se ha logrado obtener im�genes radiogr�ficas de s�lo un plano del cuerpo, ya sea transversal o longitudinal. A esta t�cnica se la llama tomograf�a. Si la imagen es de un plano transversal, es decir perpendicular al eje vertical del cuerpo, y su an�lisis se realiza con una computadora, la t�cnica se conoce como tomograf�a axial computarizada (TAC). Para conseguir estas im�genes se utiliza un tubo de rayos X giratorio que da una vuelta alrededor del paciente, en el plano de inter�s, emitiendo radiaci�n que atraviesa el cuerpo desde much�simos �ngulos. La absorci�n del haz para cada �ngulo se mide con detectores electr�nicos que giran al otro lado del cuerpo, al un�sono con el tubo emisor. Hace m�s de diez a�os, un examen TAC se tardaba un par de minutos; actualmente, los modelos m�s avanzados de tom�grafos lo efectuan en pocos segundos.
Con la t�cnica TAC bien empleada, es posible lograr im�genes de planos delgados del cuerpo (un cent�metro) distinguiendo en ellos estructuras tan peque�as como un par de mil�metros. Este invento ha representado otro gran avance en el diagn�stico, pues permite estudiar con precisi�n la anatom�a de una regi�n, as� como las alteraciones propias de las diferentes enfermedades. El m�dico cuenta ahora con un diagn�stico m�s preciso que le permite seleccionar el tratamiento m�s adecuado y brindar un pron�stico m�s acertado.
La dosis absorbida durante un examen tomogr�fico puede llegar a ser de algunos rads (m�s que toda la radiaci�n natural recibida en cinco a�os), por lo que su empleo debe limitarse a aquellos casos en que sea indispensable para lograr el diagn�stico e imposible de realizar con otra t�cnica de menor riesgo.
Existen, adem�s, otras t�cnicas que se conocen con el nombre de radiolog�a armada, las cuales permiten introducir, bajo control radiol�gico, distintos equipos al cuerpo del paciente. Estos aparatos permiten realizar acciones terap�uticas o de diagn�stico sin necesidad de operar. Es posible, por ejemplo, dilatar y obliterar vasos sangu�neos, as� como obtener biopsias de tejidos profundos.
Los progresos de la radiolog�a no se deber�an medir considerando solamente el mejoramiento en la calidad de las im�genes obtenidas, pues es m�s importante la amplia difusi�n de sus t�cnicas a todos los rincones del mundo. Debido al gran n�mero de personas sometidas a ex�menes radiogr�ficos cada a�o, ha sido muy significativo desarrollar m�todos para reducir la exposici�n de cada paciente a la radiaci�n, sin descuidar la calidad de la imagen. Con t�cnicas de alto voltaje, por ejemplo, se produce radiaci�n de mayor energ�a que f�cilmente atraviesa el cuerpo del paciente y contribuye en gran parte a formar la imagen. Si la energ�a fuera menor, como ocurr�a con los aparatos mas antiguos, la radiaci�n de baja energ�a contenida en los rayos X la absorber�a el paciente y no contribuir�a a que se formara la imagen. Ahora se utilizan filtros que reducen a�n m�s la radiaci�n poco penetrante. Otro inconveniente conocido desde los inicios del radiodiagn�stico era la exposici�n de grandes zonas del cuerpo que no necesariamente requer�an ser visualizadas. El empleo de colimadores, cada vez mejor dise�ados, permite irradiar solamente la zona de inter�s reduciendo as� la exposici�n innecesaria.
Apenas se invent� la televisi�n, se adaptaron televisores a los equipos radiol�gicos, permitiendo establecer t�cnicas con control remoto que eliminan la irradiaci�n del personal del gabinete radiol�gico y que adem�s permiten un control m�s preciso de la zona por irradiar. M�s recientemente, han aparecido pantallas fluorosc�picas fabricadas con elementos llamados "tierras raras", en vez del tungstato de calcio usado en un principio. La fluorescencia producida es ahora mucho mayor y se ha podido reducir la exposici�n al paciente hasta en un 50 por ciento.
Existe otra especialidad m�dica dedicada fundamentalmente al diagn�stico y que tambi�n hace uso de la radiaci�n. Se trata de la medicina nuclear, que comprende t�cnicas para obtener im�genes de los �rganos internos o del esqueleto. Estas im�genes no representan solamente la estructura anat�mica del organo visualizado, sino que tambi�n aportan datos muy importantes sobre su estado de funcionamiento.
Para lograr estas im�genes, la medicina nuclear utiliza elementos radiactivos que se producen generalmente en reactores nucleares. Cantidades peque��simas de estas sustancias son introducidas al paciente, ya sea por v�a oral, intramuscular o intravenosa, y dependiendo del elemento utilizado van a depositarse en el �rgano o tejido espec�fico que se desea estudiar. Los n�cleos de estos radiois�topos emiten espont�neamente radiaci�n desde el interior de los tejidos, la cual atraviesa el cuerpo y sale al exterior, donde puede ser detectada por instrumentos especiales. Las im�genes se graban en pel�cula fotogr�fica, pero no de manera directa como en los experimentos de Becquerel relatados en el primer cap�tulo, sino a trav�s de detectores electr�nicos muy complejos que permiten observar cada uno de los rayos provenientes del paciente, amplificar la se�al y convertirla en luz que se registrar� en la placa fotogr�fica. Este sistema permite que la cantidad de material radiactivo (y por ende la dosis) que el paciente reciba sea extraordinariamente baja.
La informaci�n obtenida a partir de estos estudios permite conocer la cantidad del radiois�topo que se deposit� en el �rgano, la velocidad a que ocurre esta acumulaci�n, o bien la velocidad a que lo desecha, y as� conocer detalles de la capacidad funcional del �rgano estudiado. Por otra parte, la imagen permite ver la distribuci�n del material radiactivo, comprobar si es homog�nea, como ocurre en los �rganos sanos, o identificar zonas de concentraci�n irregular cuyas caracter�sticas permiten, por ejemplo, advertir la presencia de un tumor o un quiste.
En la actualidad existen instrumentos llamados gamma-c�maras o c�maras de centelleo, que cuentan con un gran n�mero de detectores que operan simult�neamente. Estos detectores est�n controlados por un sistema computarizado que permite registrar procesos din�micos como, por ejemplo, la funci�n de los ri�ones. En este caso se puede medir la capacidad de eliminaci�n de orina de cada ri��n, su paso hacia la vejiga, las condiciones en que �sta se llena, etc. Otros estudios similares son la observaci�n del paso de la sustancia radiactiva por las cavidades del coraz�n, con lo que se puede medir su volumen y eficacia para impulsar la sangre. Igualmente se puede medir la cantidad de sangre que circula por minuto por alguna parte del cerebro. Estas im�genes que combinan datos tanto estructurales como funcionales hacen que, en algunos casos de padecimientos vasculares, cardiacos, respiratorios, cerebrales y hep�ticos, la medicina nuclear entregue al m�dico informaci�n m�s precisa que la que se podr�a obtener con rayos X u otras formas de diagn�stico.
Imagen de medicina nuclear que muestra el cerebro de un paciente que sufre una oclusi�n en la arteria car�tida. La zona negra interior corresponde a la lesi�n.
Otro empleo de los �tomos radiactivos en medicina nuclear es en el tratamiento de algunas enfermedades. Desde los inicios de esta especialidad m�dica, hace poco m�s de cuarenta a�os, se ha utilizado el yodo radiactivo en el tratamiento de algunas enfermedades de la gl�ndula tiroides. Poco tiempo despu�s se encontr� la enorme eficacia de este elemento en el tratamiento de algunos tipos de c�ncer de la gl�ndula.
Actualmente se investiga la preparaci�n de un gran n�mero de mol�culas, en especial del tipo de los anticuerpos, capaz de fijarse en forma espec�fica a diversas clases de tumores. A estas mol�culas se les puede agregar radiois�topos que emiten radiaci�n beta, con un procedimiento llamado "marcado". Las part�culas de la radiaci�n, electrones, son poco penetrantes y por lo tanto depositar�n su energ�a en la cercan�a de la mol�cula marcada, es decir en el tumor. De esta manera se conseguir�a destruir al tumor en su ubicaci�n original sin da�ar los tejidos vecinos.
Una tercera rama de la medicina nuclear es el radioinmunoan�lisis, en que no se administran radiois�topos al paciente sino a muestras de su sangre u orina. Como lo indica su largo nombre, se trata de t�cnicas que utilizan la radiaci�n para analizar sustancias dependiendo de sus propiedades inmunol�gicas. Las sustancias radiactivas son incorporadas a un anticuerpo espec�fico para la sustancia que se desea analizar, que puede ser una hormona, una vitamina, un medicamento, una enzima, o incluso un virus. Cuando estos anticuerpos marcados se agregan a la muestra de sangre u orina, el anticuerpo se dirige hacia la hormona, droga o enzima correspondiente y la detecci�n de la radiaci�n emitida permite medir las cantidades de la sustancia de inter�s. En vista de que los detectores de radiaci�n son capaces de notar la presencia de unos pocos n�cleos radiactivos, estos m�todos de an�lisis se caracterizan por su extrema sensibilidad y pueden cuantificar cantidades tan peque�as como billon�simas de gramo (�la mil�sima parte de una millon�sima de gramo!). Hoy, �ste es el m�todo de diagn�stico que utiliza radiactividad m�s usado en el mundo (y no se expone al paciente a la radiaci�n). Tan s�lo en Estados Unidos, cada a�o se realizan 40 millones de radioinmunoan�lisis.
Estas t�cnicas de diagn�stico, radiograf�as y medicina nuclear, aprovechan la capacidad que tiene la radiaci�n de atravesar el cuerpo y entregar informaci�n en el exterior. Una filosof�a opuesta es la que rige el uso de la radiaci�n como herramienta terap�utica. La radioterapia intenta maximizar la absorci�n de la radiaci�n dentro del cuerpo, de modo que la energ�a originalmente transportada por los rayos se deposite en una zona del cuerpo ocupada por un tumor, ocasionando tanto da�o local como sea posible.
La ionizaci�n, mecanismo por el cual la radiaci�n entrega parte de su energ�a al medio que atraviesa, se produce en cualquier parte de las c�lulas irradiadas. Se acepta que ocurrir� da�o letal si la ionizaci�n ocurre en el n�cleo celular, lo cual ocasiona el rompimiento de los cromosomas. Ahora bien, debido a que el da�o letal es m�s aparente durante la etapa de mitosis (cap�tulo IV) y los tumores malignos presentan mayor n�mero de mitosis que los tejidos normales (pues son de r�pido crecimiento) es de esperar y de hecho as� ocurre, que el da�o mayor se produzca en el tejido enfermo.
La limitaci�n en la cantidad de radiaci�n usada en radioterapia se debe al hecho inevitable de que el tejido sano que rodea al tumor tambi�n resulta irradiado, por lo cual se produce, de modo paralelo al efecto deseado, un efecto negativo para la salud del paciente. La radioterapia busca entonces el �ptimo equilibrio entre una m�xima irradiaci�n al tumor y una m�nima irradiaci�n al tejido sano vecino. Este es el �nico caso en el que, al aplicar gran cantidad de radiaci�n a un ser vivo, se produce un beneficio.
La pr�ctica de la radioterapia se ha visto enriquecida por los logros del radiodiagn�stico, pues ahora es posible conocer con precisi�n el sitio, el tama�o y la extensi�n de la enfermedad a irradiar. El plan terap�utico puede realizarse con gran detalle y as� concentrar la radiaci�n en el volumen de tejido enfermo, reduciendo la dosis a los tejidos sanos.
La radiaci�n m�s utilizada en radioterapia es la que proviene del elemento cobalto-60. El n�cleo de cobalto-60 es inestable y al decaer se emite radiaci�n electromagn�tica (rayos gamma) de alta energ�a. Son estos rayos los que se orientan hacia el tumor durante el tratamiento. Otro elemento utilizado en radioterapia es el cesio-137, que tambi�n decae y produce rayos gamma, pero de menor energ�a que aquellos del cobalto-60. La vida media de estos n�cleos es de algunos a�os, lo que quiere decir que la actividad (rayos gamma emitidos en cada segundo, ver cap�tulo II) disminuye apreciablemente con el transcurso de los a�os (Figura 1). Las fuentes radiactivas deben ser reemplazadas peri�dicamente en los hospitales y cl�nicas para asegurar que los tratamientos brinden la dosis apropiada en un tiempo de irradiaci�n no demasiado largo.
Ha habido un gran avance en radioterapia desde sus comienzos, a principios de siglo, hasta la fecha. Los primeros equipos utilizados emit�an radiaci�n de energ�a relativamente baja, lo que produc�a una dosis m�s elevada en piel y era dif�cil alcanzar valores suficientemente altos para curar el tejido enfermo profundo. Por esto se ide� la terapia de movimiento, en donde se multiplican las puertas de entrada y se logra concentrar una dosis suficiente en la zona ocupada por el tumor.
Adem�s de los rayos gamma existen otras t�cnicas de radioterapia que usan diferentes radiaciones para lograr una mejor localizaci�n de la dosis en la zona del tumor, una mejor penetraci�n, o una mayor efectividad biol�gica (ver cap�tulo II). Los principales departamentos de radioterapia cuentan hoy en d�a con aceleradores de electrones (llamados linacs) que producen haces de estas part�culas y tambi�n rayos X de alta energ�a. Los electrones son part�culas que penetran d�bilmente el cuerpo humano, por lo que su uso es ideal para el tratamiento de tumores superficiales, en que se desea concentrar la dosis en unos pocos cent�metros bajo la piel. La modalidad de rayos X de un linac presenta varias ventajas respecto de los rayos gamma del cobalto. Los primeros pueden ser mucho m�s intensos que los segundos, acortando el tiempo de tratamiento; debido a su alta energ�a son m�s penetrantes y depositan una dosis mayor en profundidad; su excelente definici�n geom�trica permite proteger mejor las estructuras vitales vecinas al tumor. Aunque se reconozcan las ventajas de un linac respecto de una fuente de cobalto, hay que estar conscientes de la gran simplicidad del manejo de esta �ltima, en comparaci�n con el trabajo que requiere la operaci�n de un acelerador dentro de un ambiente hospitalario. En pa�ses desarrollados, la operaci�n de un linac requiere la presencia permanente de un f�sico m�dico, que es un profesional interdisciplinario especializado. En pa�ses tercermundistas, este tipo de profesional no siempre existe.
En unos pocos centros hospitalarios del mundo se usan otras part�culas nucleares en radioterapia: neutrones, protones, part�culas alfa, piones, o iones pesados. Cada t�cnica tiene ventajas y desventajas, dependiendo del tipo de tumor que se trate, pero todas comparten una caracter�stica: un alt�simo costo econ�mico. Los centros que las utilizan est�n generalmente asociados a un laboratorio de f�sica nuclear o de altas energ�as, con el que comparten el uso de un acelerador. Los tratamientos con estas part�culas todav�a se consideran en una etapa de investigaci�n.
El desarrollo de la energ�a nuclear tambi�n ha repercutido favorablemente en el campo de la radioterapia, pues aument� el n�mero de elementos radiactivos posibles de usar en implantaciones internas, procedimiento llamado braquiterapia. Esta t�cnica consiste en introducir la sustancia radiactiva, contenida dentro de semillas o agujas selladas, al interior de una cavidad del paciente donde se encuentra un tumor y dejarla durante un tiempo. El efecto que se aprovecha es la corta distancia entre la fuente radiactiva y el volumen por irradiar, lo que proporciona dosis relativamente altas en la zona cercana a la fuente y dosis bajas en regiones alejadas. Su uso en particular es indicado para los casos de c�ncer en cavidades del cuerpo humano, como el c�ncer en el �tero, en la cavidad oral, o bien en lesiones accesibles a ser implantadas por ser superficiales; o bien en tumores profundos, utilizando la cirug�a como v�a de acceso. En este �ltimo caso es deseable implantar is�topos radiactivos de vida media corta, como el oro-198 (vida media de 3 d�as), ya que las semillas depositadas pueden quedarse en forma permanente. Si se usara un elemento radiactivo de vida media m�s larga, el material deber�a extraerse un vez liberada la dosis deseada.
Desde comienzos de este siglo, el radio ha sido el elemento m�s usado en braquiterapia, pero debido a que en su decaimiento pasa por un elemento gaseoso (el rad�n), es posible que las agujas selladas que contienen el material radiactivo presenten fugas (causadas por rupturas producidas durante la inserci�n y remoci�n de las agujas del cuerpo del paciente) que pueden ocasionar exposiciones innecesarias para el paciente y el personal hospitalario.
Hoy en d�a, los organismos internacionales recomiendan no adquirir nuevas cantidades de radio para tratamientos de braquiterapia. Los hospitales que ya lo posean deber�n sustituirlo, dentro de sus posibilidades econ�micas, por otra sustancia. Entre �stas, el cesio-137 es el que tiene mejores cualidades. Los organismos internacionales recomiendan que no se done el radio sustituido a otros pa�ses o instituciones para uso m�dico, pues as� se conseguir�a dentro de algunos a�os la total eliminaci�n del radio en los hospitales del mundo. Con esto se brindar�a un servicio de mayor seguridad a los pacientes y al personal. Este es un ejemplo de c�mo el propio uso de t�cnicas y elementos logra que se perfeccione el conocimiento de sus limitantes y que se aumente la seguridad asociada. Nadie podr� negar el beneficio del uso del radio en la primera mitad de este siglo, de igual manera, nadie podr�, en esta etapa final del siglo XX, estar a favor de que se contin�e adquiriendo radio para aplicaciones m�dicas.
Con mucho menor riesgo que el radio se pueden usar en braquiterapia otros is�topos
como el yodo-131, que con una vida media de 7 d�as es ampliamente utilizado
en los problemas de la gl�ndula tiroides. El f�sforo-32 tiene una vida media
de dos semanas y ha sido usado en el tratamiento de problemas hematol�gicos,
en las cavidades abdominal y pleural, en c�ncer de la pr�stata, etc. Estos dos
is�topos, por su vida media tan corta, son introducidos directamente al organismo
y ah� residen hasta que terminan de decaer.
