MEDICIÓN VOLUMÉTRICA ESTEREOTÁXICA NO INVASIVA VS VOLUMETRÍA GEOMÉTRICA PARA LA INDICACIÓN Y EVALUACIÓN DE LOS TRATAMIENTOS CON RADIOCIRUGÍA
RAMIRO DEL VALLE, MIGUEL PÉREZ, JUAN ORTIZ, SALVADOR RUIZ, SALVADOR DE ANDA, JOSÉ JARAMILLO, MANUEL MARTÍNEZ, ROBERTO CORONA, INGRID VIVAS, MA. TERESA FACHA, ROSARIO OLMOS, ARTURO ARRIETA, KARLA BIZARRETEA, CARLOS DIAZ, JOSUÉ ESTRADA
Deptos. De Radiocirugía Gamma y Resonancia Magnética, Fundación Clínica Medica Sur.
Sección de Neurorradiocirugía y Radioterapia Estereotáctica del Colegio Mexicano de Cirugía Neurológica.
Correspondencia: ]]>
Ramiro del Valle, Fundación Clínica Médica Sur,
Puente de Piedra No. 150, Col. Toriello Guerra,
14050, México, D.F.
Recibido: 3 noviembre 2003
Aceptado: 21 noviembre 2003
RESUMEN
La volumetría en radiocirugía representa uno de los criterios más importantes para inclusión y seguimiento del tratamiento con radiocirugía; sin embargo, este método tiene la limitante que la mayoría de los volúmenes tumorales no son esféricos y no es posible la estimación exacta del volumen tumoral, ya sea para fines de tratamiento como para fines de seguimiento. Material y métodos: se realizó un estudio retrospectivo y prospectivo para determinar si la estimación del volumen tumoral, mediante un nuevo método estereotáxico no invasivo es capaz de estimar racionalmente el volumen tumoral y comparar el cálculo del volumen geométrico de la lesión vs la estimación del volumen estereotáxico mediante el uso del gamma plan. Resultados: se encontraron dos ecuaciones, una lineal y otra cuadrática con base en el mejor ajuste en donde se determinó que la estimación estereotáxica es mucho más adecuada que la estimación volumétrica mediante expresiones algebraicas y que es independiente de la irregularidad o esfericidad de la lesión. Conclusión: es recomendable la estimación volumétrica por medios estereotáxicos tanto para fines de seguimiento o tratamiento como en la homologación de los informes de las respuestas al tratamiento.
PALABRAS CLAVE: volumetría, estereotaxia, Gamma Knife.
]]>ABSTRACT
Although radiosurgical volume estimation is one of the most important criteria in the evaluation and follow up of radiosurgical treatments and outcomes, several limitations are involved in the calculation or volume estimation. Material and methods: a retrospective and prospective study was conducted in order to evaluate the efficacy of a new non-invasive stereotactic method when it is compared with geometric volume estimation of tumoral intracranial lesions, for planning stereotactic radiosurgery treatments as well as for follow up and outcome estimation. Results: two equations were found when two methods were compared: one lineal and one quadratic. Volume estimation using stereotactic approximation was more adequate to predict tumoral volume as compared with traditional volumetric estimation, and it is not dependent on shape and size of the lesion. Conclusion: use of stereotactic volume estimation is very recommended in the planning follow up and outcome of patients participating in radiosurgical treatments.
KEY WORDS: volumetry, stereotaxy, gamma knife, radiosurgical.
La volumetría en radiocirugía representa uno de los criterios más importantes para inclusión y seguimiento del tratamiento con radiocirugía, por lo que es crucial contar con un método confiable y reproducible para la medición de los volúmenes, con la que se obtenga la mayor certidumbre para la indicación de los tratamientos y que además permita la mayor homologación en el informe de los resultados.
Por lo general el volumen de las lesiones intracraneales se estima con los diámetros mayores a partir de las imágenes de tomografía computada y/o resonancia magnética (volumetría geométrica) 1.
La fórmula para volumetría geométrica a partir de diámetros incluye el producto del cociente 0.52 por el producto de los tres diámetros mayores 1-3.
El cálculo rutinario de los volúmenes ha tenido la aceptación generalizada de los profesionales en los departamentos de imagenología, porque todos los equipos de imágenes cuentan con la herramienta para la medición del diámetro. Sin embargo, dicho método tiene la gran limitante de que los tumores en su mayoría no son esféricos y con frecuencia después de cirugía cuando se trata de volúmenes residuales, son más irregulares en su forma 4.
El objetivo del presente trabajo, fue el comparar la volumetría estereotáxica con el gammaplan (Vgp) vs volumetría geométrica (Vg), mediante un análisis retrospectivo y prospectivo, para conocer el grado de certidumbre y las implicaciones que como parámetro de inclusión tiene para los pacientes candidatos a radiocirugía y para definir el método más confiable en la valoración de la respuesta al tratamiento.
]]>MATERIAL Y MÉTODOS
En la Unidad Gamma de Médica Sur, se analizaron cien expedientes de pacientes tratados con radiocirugía gamma cuyos volúmenes de tratamiento se calcularon con planeación estereotáxica en las imágenes de resonancia magnética multiplanar y tomografía axial computada.
En la estación de trabajo del laboratorio de planeación, se utilizó el sistema gammaplan (Elekta Co. Versión 5.34) para medir los diámetros mayores x, y, z de las lesiones previamente tratadas con Radiocirugía gamma y se denominaron x' y' z' cuando dichos diámetros eran oblicuos respecto a los ejes ortogonales x, y, z del bastidor estereotáxico Leksell (Elekta Co.).
El producto de los diámetros se multiplicó por el factor 0.52, el cual resulta del cociente de la ecuación del volumen de la esfera y la ecuación para el cálculo del volumen del cubo 1:
4/3 p r 3 / (2r) 3 = 3.1416 / 6 = 0.52 .
Para el cálculo de los volúmenes tumorales en 50 pacientes de seguimiento, se diseñó un método estereotáxico no invasivo, lo que significa que no se utiliza el sistema de fijación craneal con pinchos y al paciente se le coloca en la mesa de resonancia magnética con el localizador estereotáxico (figuras 1 y 2), lo que permite la transferencia de las imágenes a la estación de trabajo en el laboratorio de planeación y definir las imágenes en un ambiente estereotáxico a partir de las marcas de las tabletas de la caja de acrílico del localizador estereotáxico para resonancia magnética (Elekta Co.).
Se consideró la distorsión espacial inherente a todos los resonadores 2 , y se verificó el grado de distorsión máxima en la periferia del campo magnético de trabajo con el fantoma específico (Elekta Co.), midiendo el valor de las coordenadas x, y, z de cada marca o "fiducial" en la periferia del localizador. El promedio de distorsión fue de 300 μm en el plano axial (rango 200 - 400 μm), en la adquisición de imágenes sin fijación craneal con pinchos.
Los volúmenes de los casos implicados en el estudio se distribuyeron entre 0.08 y 24.7 c.c.
Con el objeto de determinar el grado de exactitud en la aplicación de la herramienta para la medición de volúmenes en el sistema de planeación a partir de las imágenes de resonancia magnética de un objeto con volumen conocido, se consideró una diferencia del 2% entre el volumen conocido y el volumen obtenido con el gammaplan.
Una vez calculados los volúmenes geométricos y los volúmenes estereotáxicos, se graficaron para calcular la recta al mejor ajuste por el método de los mínimos cuadrados (Origin Pro versión 6.1)
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Debido a la dispersión en los datos, se obtuvieron las siguientes expresiones al mejor ajuste: una lineal y otra lineal cuadrática respectivamente (figura 3):
]]>
Vgp=0.6531 + 0.07160 Vg , con un coeficiente de correlación de 0.9413,
Vgp= -0.1540 + 0.9677 Vg- 0.0091Vg2 , con un coeficiente de correlación de 0.9060.
Los coeficientes de correlación indican el grado de dispersión de los datos, por lo que la diferencia porcentual entre el volumen geométrico corregido por las ecuaciones anteriores y el volumen calculado por el sistema de planeación toma valores muy grandes para cada caso individual. En el caso de la aproximación lineal, las diferencias porcentuales están entre -802.2 y 35.6%, mientras que en la aproximación lineal cuadrática están en el intervalo de -160.0 a 187.5 %.
Tales diferencias se deben a que el cálculo del volumen geométrico como producto de las dimensiones en las direcciones xyz o x'y'z' con la sobre estimación que esto con lleva, conduce a las inexactitudes mencionadas, por lo que a pesar de haber buscado un método más preciso, el resultado seguirá dependiendo, además de ello, de la irregularidad en la forma del volumen, y por lo tanto de herramientas más precisas para el cálculo de volumen. En nuestra muestra se encontró que la dispersión en los datos era esencialmente la misma, si sólo se tomaba el grupo de datos correspondientes a diámetros perpendiculares xyz o si se tomaban solamente los de diámetros oblicuos x'y'z'.
Se desprende entonces que la manera más precisa de calcular el volumen de una lesión en los seguimientos a los tratamientos de los pacientes de radiocirugía es determinándolo estereotáxicamente, ya que los métodos manuales como el empleo del factor 0.52 del volumen de una esfera o alguna otra expresión algebráica simple, puede conducir a errores grandes en la estimación del volumen.
CONCLUSIONES
Por medio del análisis de las imágenes de 100 expedientes de 100 pacientes tratados con radiocirugía, se encontró una ecuación lineal y una ecuación cuadrática en las que sustituyendo el volumen dado por el producto de las dimensiones sobre tres ejes espaciales perpendiculares no brinda en general una buena aproximación del volumen de una lesión, independientemente de la regularidad de la misma. Por ello, el cálculo del volumen a partir de los diámetros mayores, no es un método confiable para el informe de volúmenes, como medida de la respuesta al tratamiento de radiocirugía.
Es recomendable que la determinación del volumen, para fines de seguimiento de la respuesta al tratamiento de radiocirugía, se obtenga con la técnica de medición volumétrica estereotáxica no invasiva, ya que el principal parámetro de seguimiento en radiocirugía es la medición del volumen tumoral. Esto coadyuvará además, a que exista mayor racionalidad en la inclusión o exclusión de los pacientes en función del volumen de los tumores, ya que existe una limitante radiobiológica que se expresa en menor dosis de radiación a mayor volumen de tratamiento. Dicha limitante inherente a la radiocirugía es el resultado de las altas dosis utilizadas en radiocirugía en sesión única, lo cual exige la mayor selectividad con la dosis más alta posible en el objetivo y la menor dosis o penumbra hacia los tejidos sanos alrededor del tumor, ya que por tratarse de tejidos sanos de respuesta tardía a la radiación el impacto radiobiológico a largo o mediano plazo puede ser catastrófico 5.
]]> Por otra parte, en la actualidad predomina entre los especialistas que no practican activamente la radiocirugía, el criterio general para la recomendación del tratamiento, de que las lesiones no deben tener un diámetro mayor de 35 mm 6 . Dicho parámetro, puede ser un criterio de inclusión superficial, que podría evitar la oportunidad de que una persona reciba los beneficios de la radiocirugía. Por ejemplo, un tumor esferoidal con un diámetro de 38 mm podría ser excluido, pero si el mismo diámetro representa solamente la longitud máxima de un glioma del nervio óptico con un centímetro de diámetro menor, representaría un tumor fusiforme que sí puede tratarse con radiocirugía.Hasta ahora, a más de 30 años de uso clínico de la radiocirugía, los informes de resultados disponibles definen como el principal objetivo lograr el control del crecimiento tumoral, lo cual significa la detención y/o la involución del crecimiento tumoral a diferencia de la cirugía donde el principal objetivo es la extirpación del tumor.
Dichos informes, separan en porcentajes a los pacientes con detención y/o disminución del volumen tumoral a partir de diámetros, lo que de acuerdo a nuestro estudio, no reflejan certidumbre en la metodología empleada 6-9.
Nuestros hallazgos sugieren que el cálculo volumétrico estereotáctico no invasivo puede ser el método estándar para homologar los informes de resultados en la radiocirugía y radioterapia estereotáxica en cualquiera de sus modalidades, incluyendo las unidades que operan con aceleradores lineales.
REFERENCIAS
1. Wisnekski JA, Pfeil CP, Wise DG, Mitchell R, Rahimtoola SH, Gertz EW. Left Ventricular Ejection Fraction Calculated from Volumes and Areas: Underestimation by Area Method Circulation 1981;1:63; 149-51. [ Links ]
2. Sumaneweera TS, Adler JR, Napel S, Glover GH. Characterization of spatial distortion in magnetic resonance imaging and its implication for stereotactic radiosurgery. Neurosurgery 1994; 35: 696-704. [ Links ]
3. Guo WY, Chu WC, Wu MC, Chung WY, Gwan WP, Lee YL, et al. Changcy. an evaluation of the accuracy of magnetic-resonance guided Gamma Knife Surgery. Stereotact Funct Neurosurg 1996; 66 (suppl 1): 85-92. [ Links ]
4. Flickinger JC, Lunsford LD, Kondziolka D. Radiosurgical dosimetry: principles and clinical implications. De Salles A: Stereotactic surgery and radiosurgery. Ed. Medical Physics Publishing. 1993. [ Links ]
5. Marks LB, Spencer DP. The influence of volume on the tolerance of the brain to radiosurgery. J Neurosurg 1991; 75: 177-80. [ Links ]
6. Pollock Bruce. Contemporary stereotactic radiosurgery, technique and evaluation. Futura Publishing Company 2002. [ Links ]
7. Striola M, Christopher JM. Volumetry methods in follow up Gamma Knife patients Proceedings of 11th International Meeting of Leksell Gamma Knife Society. May 12-16, 2002. Prague, Czech Republic. [ Links ]
8. Tanaka Y, Hongo K, Tada T, Kobayashi S. What is the best method for reporting tumor diameter in vestibular schwannoma? Neurosurgery 2003;53:634-8. [ Links ]
9. Cheung JY, Yucp, Hort. 'Tweaked' gamma plan for target volume measurement in non-fiducial based images: a simple routine for follow-up assessment. Stereotact Funct Neurosurg 1998; 70 (suppl 1): 243-8. [ Links ] ]]>