Una técnica computacional acelera la radioterapia en enfermos de cáncer

Informáticos del Rensselaer Polytechnic Institute y el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center han creado una técnica computacional que facilita el tratamiento mediante radiación en los enfermos de cáncer. Este avance ha sido anunciado en un artículo publicado en el número de febrero de la revista Physics in Medicine and Biology.

“La técnica de radiación llamada Intensity Modulated Radiation Therapy (IMRT) es cada vez más popular, sin embargo, este sistema requiere horas de puesta a punto para determinar un tratamiento efectivo de radiación para un determinado paciente”, afirma Richard Radke en un comunicado hecho por el Rensselaer Insititute. Radke es profesor asistente de ingeniería eléctrica, computacional y sistemas en esta institución y. lidera un equipo de ingenieros y físicos médicos para desarrollar una “máquina que aprende” algoritmos que puede recortar horas en este proceso.

Se trata de un desarrollo de la inteligencia artificial, que se basa a su vez en el desarrollo de algoritmos que permiten a los ordenadores aprender relaciones en un gran conjunto de datos de diferentes ejemplos. Mediante esta “máquina que aprende”, como la han descrito sus creadores, es posible ahorrar tiempo en la planificación, ya que es capaz de tomar decisiones por sí misma cuando dichas decisiones no requieren la opinión de un experto.

En concreto, Radke y su equipo han testado su algoritmo en diez pacientes de cáncer de próstata tratados en el Memorial Sloan-Kettering Cancer Center, encontrando que en el 70% de los casos el algoritmo determinaba automáticamente el plan de radiación de la terapia en apenas diez minutos.

“El fin principal de la radioterapia es irradiar a un tumor con una dosis muy alta, evitando dañar los órganos sanos”, afirma Radke. Según él, las versiones anteriores de esta terapia tan extendida eran auténticas “mangueras para incendios”, ya que se aplicaba un chorro uniforme de partículas con radiación a células cancerígenas.

Un trabajo laborioso

El IMRT es una técnica muy flexible que aumenta las posibilidades de tratar un tumor sin poner en peligro el tejido sano que lo rodea. Cada rayo de IMRT está compuesto de miles de pequeños rayos que pueden ser modulados de forma individual para enviar la cantidad precisa de radiación.

Este proceso era hasta ahora semiautomático y era necesario invertir una gran cantidad de horas (unas cuatro horas en un cáncer de próstata y hasta un día entero en los casos de cáncer más complicados).

Un planificador de radiación tiene que hacer un escáner, analizarlo para determinar exactamente donde está el tumor y dónde el tejido sano, y finalmente decidir los niveles de radiación que cada área tiene que recibir. Este último paso ha de hacerlo asesorado por un doctor.

Todo este trabajo, que afecta cada día miles de personas, se hace manualmente determinando los ajustes a partir de veinte parámetros diferentes. “Nuestra meta era automatizar este proceso, ahorrando tiempo a los planificadores de radiación al eliminar de su trabajo la toma de decisiones en las que no tenía que pedir asesoramiento a un médico”, dice Radke.

Los investigadores comprobaron que gran parte de los veinte parámetros podían ser eliminados del proceso porque tenía muy poca repercusión en el resultado final del tratamiento.

Pruebas satisfactorias

Así lo demostraron después las pruebas, que se hicieron en planes de radiación para diez enfermos de cáncer de próstata. En todos los casos, el proceso de planificación tardó entre cinco y diez minutos. En cuatro de los casos, la planificación hecha por esta nueva técnica computacional fue aceptada inmediatamente por el staff médico; en tres necesitó sólo pequeños ajustes hechos por un experto; y en otros tres demandó una mayor atención por parte de del planificador de radiación.

Radke y sus ayudantes tienen planeado desarrollar un prototipo más robusto para poder ser instalado en ordenadores de hospitales y ser evaluado en ajustes clínicos. Se puede decir que este es el siguiente paso, pero hasta 2012 no se espera tener un prototipo clínico instalado en un hospital. Los investigadores también tienen previsto hacer un desarrollo para que pueda ser aplicado al tratamiento de tumores más problemáticos de tratar mediante radiación, como en los casos de cáncer de cuello.

En un proyecto paralelo, Radke y sus colegas en el Hospital General de Massachussets están creando un algoritmo computacional de visión que permite localizar con mucha exactitud dónde se encuentra el tumor. Este proceso automático de modelado y segmentación puede ahorrar también tiempo en la planificación de la radiación a los enfermos.