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Historia de La Braquiterapia: Eduardo Minuche Castro MD Radioncólogo

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Historia de la Braquiterapia

EDUARDO MINUCHE CASTRO MD


RADIONCÓLOGO
Historia de la braquiterapia
Objetivos de aprendizaje

• Conocer el inicio de la braquiterapia como especialidad


• Describir la era del radium
• Conocer como se desarrollo la era post radium
• Entender la evolución histórica de la BT a través del manejo del
cáncer de próstata
Historia de la Braquiterapia
• La Braquiterapia ha jugado un papel muy importante en el tratamiento del cáncer.

• La braquiterapia tiene una larga historia desde el descubrimiento de el Radium 226 por
Marie Curie en 1898.

• Su historia podría fácilmente llenar un volumen completo.

• Antoine Henri Becquerel descubrió que el uranio emitía rayos similares a los rayos
Roentgen (1896).

• El primer cáncer curado con radium que se reportó fue en 1903.


Historia de la Braquiterapia
Historia de la braquiterapia

MARIE SKLODOWSKA CURIE


BIOGRAFIA
• QUIMICA Y FISICA POLACA nacionalizada Francesa
• Nació Varsovia, Polonia 7 noviembre 1867
• Estudió Sorbonne Paris 1891
• Licenciada en Física 1893
• Licenciada en Matemáticas 1894
• Matrimonio con Pierre Curie1895
• Descubrió el radium 1898
Historia de la Braquiterapia
MARIE SLODOWSKA CURIE
Biografia

• Premio Nobel de Fisica 1903


• Premio Nobel de Quimica 1911
• Funda el Instituto de Radium 1911
• Diseña unidades radiologicas moviles, primera Guerra Mundial Petit
Curie
• Fallece Anemia Aplasica
Paris, Francia 6 de julio de 1934
Marie y Pierre Curie
Historia de la baquiterapia
• Siglo 20Th primera mitad
• Los cirujanos fueron los principales cuidadores de pacientes con
cáncer.
• Los primeros trabajos de oncología en los departamentos de cirugía.
• Departamento de cirugía en MSKCC
• Braquiterapia la principal forma de radioterapia inicial
Historia de la braquiterapia
• El primer paciente tratado con una combinación de RTE y BT con
radium se realizó en el MSKCC para tratar un cancer de cérvix.

• El radium de Curie se convirtió en una fuente estándar para


desarrollar un tratamiento aplicado localmente y evolucionó en
agujas de radium y su producto hijo el radón, fue encerrado en tubos
de vidrio como un gas de vida media corta para inserciones
permanentes .
Historia de la Braquiterapia
La industria del Radium
• El deposito más rico del mineral uranio durante las primeras dos décadas del siglo 20th
fue en St. Joachimsthal (el valle de Joachim) en Bohemia (ahora Jachymov, en la
republica Checa).

• La pitchblende mineral es casi 50% uranio, el radium constituye solo una parte por
millón. Toneladas de mineral uranio fueron procesadas para obtener un solo gramo de
radium.

• Varias firmas europeas produjeron radium comercialmente. El costo del radium se


elevó, después de que el gobierno Austro Húngaro restringió la exportación de
pitchblende.
Historia de la Braquiterapia
Historia de la Braquiterapia
• La producción americana a gran escala del radium comenzó con la
Standard Chemical Company of Pittsburgh en 1913.
• En pocos años esta compañía producía más de la mitad del radium en
el mundo.
• Depósitos ricos de uranio fueron descubiertos en la República del
Congo en 1915, colonia de Bélgica y las minas fueron explotadas
luego de la guerra. Esto redujo el costo del radium a la mitad de su
valor.
• El costo fue adicionalmente reducido una década más tarde, cuando
depósitos ricos en pitchblende fueron descubiertos en Canada.
Historia de la Braquiterapia
• El precio del radium alcanzo $ 180.000 USD por gramo en 1912.

• El termino “braquiradium” (predecesor de braquiterapia) fue propuesto


por Gosta Forsell en 1931.

• Estándar Chemical cesó la extracción y refinamiento del radium en 1920.

• El Uranio extraído de montones de residuos se utilizó en el “Proyecto


Manhattan” durante la Segunda Guerra Mundial.
Historia de la Braquiterapia
Historia de la braquiterapia
GOSTA FORSSELL
• 1876 -1950
• Investigador médico sueco y profesor de radiología y radioterapia
• Director de la clínica de radium
• Método de Estocolmo del tratamiento del cáncer de cuello uterino.
• El acuño el termino “Braquiterapia”
Historia de la braquiterapia
Periodo inicial
• Efectos biológicos: lesiones cutáneas por contacto del radium
Walkhoff y Giesel 1900
• Becquerel, Pierre Curie y Foveau de Courmelles en 1901
Historia de la braquiterapia
Periodo inicial
Primeras aplicaciones del radium
• Danlos en lupus eritematoso (1901)
• Goldberg y London (San Petersburgo) en Basocelular (1903)
• G Bell sugirió la inserción de radium en el tumor (1903)
• Strebel (Munich) primera aplicación intersticial (1903)
• M Cleaves (USA) primer tumor de cérvix y mejilla (1903)
• Pussey y Caldwell (Chicago) inserción intratumoral (1904)
• Abbe (New York) radium postoperatorio (1905)
Historia de la braquiterapia
• Periodo inicial

Aplicación de molde con tubos de radium en lesión temporal


Historia de la braquiterapia
• Periodo inicial

• Evolución de un carcinoma cutáneo ulcerado tras aplicación de molde de radium


Historia de la braquiterapia
• Periodo inicial

Aplicación de radium en el hospital “St. Vincent” de Melbourne en 1905


Historia de la braquiterapia
• Periodo inicial

Moldes conteniendo tubos de radium para tratar tumores cervico faciales


Historia de la braquiterapia
Periodo inicial
• Utilización del radón: PSD 3,82 días
• Almacenable en finos tubos de vidrio
• Sustitutivo del radium hacia 1910: Paris, Dublín, Nueva York,
Baltimore, Montreal
Howard Kelly: introductor de la BT ginecológica americana (radón)
Historia de la braquiterapia
• Periodo inicial

Preparación de semillas de radón


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Periodo entreguerras
• Braquiterapia ginecológica (Ca de cérvix):

• Método de Estocolmo (Forsell en Radiumhemmet) en 1914


• Método de Paris (Regaud en el instituto de Radium) en 1919
• Método de Manchester (Tod y Meredith) en 1938
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• Periodo entreguerras

Método de Estocolmo en Braquiterapia ginecológica


Historia de la braquiterapia
• Periodo entreguerras

Método de Paris en Braquiterapia ginecológica


Historia de la braquiterapia
• Periodo entreguerras

Método de Paris en Braquiterapia ginecológica


Radiografías ortogonales del implante
Historia de la braquiterapia
• Periodo entre guerras

Braquiterapia en el cáncer de próstata:


• Técnica de Young (Jhon Hopkins H. de Baltimore) 1915
(radium en uretra, vejiga, recto y periné)

Técnica de Barringuer (Memorial H de Nueva York) 1917:


(semillas de radón encapsuladas en oro)
Historia de la braquiterapia
• Periodo entre guerras

Aplicador transrectal intracavitario con sistema de fijación diseñado por H. Young


Historia de la braquiterapia
Periodo entreguerras

Benjamín S. Barringer, pionero en la implantación intersticial transperineal de


semillas de radón en el cancer de próstata
Historia de la braquiterapia
Periodo entreguerras

• Descubrimiento de la radiactividad artificial (1934)


• F. Joliot e I. Joliot Curie
• Irradiación de aluminio con rayos alfa del polonio
• E Fermi, utilizando una fuente de neutrones, detecto 14 nuevos
elementos radiactivos, 3 meses después del descubrimiento de los
Joliot Curie, entre ellos el I 128
Historia de la braquiterapia
• Periodo entreguerras

Frederic Joliot e Irene Joliot Curie en su laboratorio en 1934


Historia de la braquiterapia
• Periodo de 1945-1990

• Implante de Iridium 192 en cancer de labio


Historia de la braquiterapia
• Periodo de 1945-1990

Implante de horquillas de Ir 192 en cancer de la lengua


Anestesia local y colocación de guías vectrices
Historia de la braquiterapia
• Periodo de 1945-1990

Implante de Ir 192 en cáncer de la lengua


Control radiográfico de la posición de las horquillas
Historia de la braquiterapia
• Periodo de 1945-1990

Implante de Ir 192 en cáncer de lengua


Historia de la braquiterapia
• Periodo de 1945-1990

Esquema de técnica de “bucles” para implantes de Ir 192


Historia de la braquiterapia
Periodo de 1945-1990
• Sistemas de carga diferida en BT ginecológica (1950-1970):
• Fletcher Delclos
• Henschke
• Delouche
• Gustave Roussy (moldes personalizados)
Historia de la braquiterapia
Periodo de 1945 -1990

• Método del Gustave Roussy: molde vaginal con impresión del tumor de cérvix
Historia de la braquiterapia
Periodo de 1945 -1990
• Braquiterapia ginecológica
• Sistemas de carga diferida con control remoto de las fuentes (Cs137 e
Ir 192)
Curietron
Cervitron
Gamma med
Cathetron
Historia de la braquiterapia
Periodo de 1945 -1990

Sistema de carga diferida con control remoto en Braquiterapia ginecológica (Curietron)


Historia de la braquiterapia
• Época moderna

Implante de hilos de Ir 192 en un cancer ginecológico


Historia de la braquiterapia
• Época moderna

Imagen de RM en un implante mixto por cáncer de cérvix


Historia de la braquiterapia
• Época moderna

BT con Ir 192 en un cáncer de lengua


Reconstrucción tridimensional
Historia de la braquiterapia
• Época moderna
• Braquiterapia en el cáncer de próstata
Implantes permanentes de semillas de yodo 125
Hilaris y Wihtmore (por abordaje retro púbico)
Holm, Blasko (transperineal por US transrectal)
Semillas de Pd 103
Semillas de Cs 131
Implantes temporales de alta tasa de dosis (HDR):
Ir 192
Historia de la braquiterapia
• Época moderna

Imágenes en planos ortogonales de un implante de semillas radiactivas en un


cancer de próstata
Historia de la braquiterapia
• Época moderna
Historia de la Braquiterapia
La era de la Radium Terapia intracavitaria
• El cáncer de próstata era raramente diagnosticado hace un siglo, pero la
prostatitis, la hiperplasia benigna y aun la tuberculosis de la próstata fueron
tratadas con rayos X.

• El tratamiento exitoso del cáncer de próstata por rayos x fue reportado


inicialmente en Francia en 1904.

• Henri Minet trató cáncer de próstata, vejiga y uréter con un tubo de plata
conteniendo 10 mg de radium, aplicados a través de un catéter uretral o
cistotomía supra púbica.
Historia de la Braquiterapia
• El Urólogo Octave Pasteau y el radioncólogo Paul Marie Degrais comenzaron a tratar cáncer de
próstata con radium intracavitario en 1909.

• Denos, Minet y Degrais fueron los coautores del primer texto de radium terapia en 1909, y
ellos entendieron la necesidad de filtrar las partículas beta y los rayos gamma blandos con una
capsula radio densa.

• Rudolf Paschkis y Wilhelm Tittinger reportaron el caso de un hombre de 32 años de edad


tratado con radium en el Rothschild Hospital en Vienna.

• Hugh Hampton Young introdujo su prostatectomia radical para cáncer en 1904, pero raramente
la realizó. El asistió a un congreso en Londres en 1913 donde Pasteau y Degrais presentaron su
experiencia con radium terapia. El adquirió 102 mg de radium y desarrollo su propio sistema.
Historia de la Braquiterapia
Historia de la Braquiterapia
Historia de la Braquiterapia
La era del radón intersticial
• James Douglas un ingeniero americano canadiense se interesó en el radium. El se unió
con el cirujano Howard Kelly.

• Ellos establecieron el National Radium Institute en 1913. las operaciones cesaron en


1917 después de que se refinaron 8.5 g de radium. Medio gramo fue donado a
hospitales del gobierno y el resto se lo repartieron entre Douglas y Kelly. Douglas donó
sus 4 g al New York Hospital con la condición de que este hospital se dedicara a tratar
cáncer.

• Kelly uso sus 4 g de radium en una unidad de teleradium en el Howard Kelly Hospital in
Baltimore.
Historia de la Braquiterapia
• La actividad especifica del radium (relación de la actividad a la masa) es
baja, debido a su larga vida media (1600 años). En términos prácticos,
se requiere al menos una semana para entregar dosis curativas con
agujas de radium.

• Esto era incómodo para tratar cáncer de próstata, las fuentes debían
ser dejadas en una herida supra púbica o perineal abierta.

• La solución estaba en el radón un producto hijo del radium por


decaimiento radiactivo.
Historia de la Braquiterapia
• El radón tiene una muy alta actividad especifica, debido a su corta
vida media (3.8 días); a pesar de ser un gas, 1 Ci de radón tiene un
volumen de menos de 1 mm³. debido a su alta actividad especifica,
una aguja de “emanación “ podría ser mucho más delgada que una
aguja de radium.
• Las sales de radium fueron mantenidas en una solución acuosa, y el
gas radón emitido, fue recogido para aplicaciones terapéuticas.
• Las agujas conteniendo radón fueron usadas para implantes
temporales
• En 1915 el Urólogo del Memorial Benjamín Barringer usó estas agujas
Historia de la Braquiterapia
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Historia de la Braquiterapia
• William Duane estuvo 7 años con los Curie en Francia trabajando con
radium y radón. A su regreso a USA fabricó una planta de emanación
de radium y purificación de radón
• El radón fue encapsulado en tubos capilares de 0.3 mm de diámetro y
luego insertado en agujas hipodérmicas
• La aguja tenia 50 a 100 mCi de radón en su extremo distal 3 cm y fue
dejado en posición 4 a 6 horas
• Luego el físico Gioacchino Failla encapsulo el radón en 0.3 mm de
oro, para filtrar las partículas beta.
Historia de la Braquiterapia
Historia de la Braquiterapia
Introducción de radionúclidos hechos por el hombre
• El primer radionúclido disponible fue radiogold (Au 198); su vida
media corta (2.7 días) es comparable a aquella del radón, pero es más
seguro de manejar debido a que no genera fotones de Megavoltaje y
no tiene productos radioactivos hijos.

• Las micro partículas de radiogold fueron suspendidas en pectina o


gelatina, formando un coloide para instilación dentro de las cavidades
pleural o peritoneal o inyectadas en masas linfomatosas y tumores
solidos.
Historia de la Braquiterapia
• En 1930 se abrió un gran centro de braquiterapia en Inglaterra el Holt
Radium Institute donde los doctores Patterson, Parker y Meredith
desarrollaron un sistema matemático de braquiterapia.
• Este fue publicado como el Sistema Manchester en 1934
Historia de la Braquiterapia
• El primer implante de próstata de oro radiactivo fue realizado en la
universidad de Iowa en 1951 y fue de manera no planeada.
• El urólogo Rubin Flocks infiltró oro coloidal en la próstata y las
vesículas seminales, luego reporto 20 casos en un Journal of urology
• Las razones para utilizar oro coloidal como de elección para
braquiterapia de próstata, es que se trata de un emisor beta que
deposita el 90% de su energía dentro de milímetros.
• El urólogo Eugene Carlton (1930-) inició un programa de
braquiterapia de próstata en Baylor Hospital en 1965. el escogió un
implante de granos de oro 198
Historia de la Braquiterapia
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Historia de la Braquiterapia
• Ulrich k. Henshke (1914-1980) llego a New York para ser jefe del Servicio de
Braquiterapia del Memorial en 1955 , el estuvo en Ohio State University,
donde el colaboró con William Myers en la introducción de Au-198 e Ir 192
en la practica clínica. El utilizo radón en la mayoría de sus implantes
• En 1963 el físico médico Donald Lawrence busco la manera de utilizar en el
Memorial para producción de una sutura impregnada de I 125. Henschke
empezó a utilizar semillas de iodo 125 para cáncer de pulmón en 1965
• Basil Hilaris asumió el liderazgo de Braquiterapia en el Memorial en 1967,
la braquiterapia se utilizo como terapia de rescate, el propuso utilizar I 125
para braquiterapia de próstata como terapia primaria
Historia de la Braquiterapia
Historia de la Braquiterapia
Historia de la Braquiterapia
• Dos (2) eras de dosimetría de braquiterapia pueden distinguirse: La
era clásica (1940-1980) incluyendo la maduración de los sistemas de
BT clásicos, la transición del radium Ra226 a fuentes de radionúclidos
artificiales y el origen de la BT moderna.

• La era moderna o cuantitativa de la dosimetría de BT comienza en


1980 y continua hasta el presente. Dosimetría cuantitativa yace en
mediciones de distribuciones de dosis fuente especificas por medio
de pequeños dosímetros termoluminiscentes (TLDs) o dosímetros de
diodo de silicón.
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Historia de la Braquiterapia
Retorno del abordaje perineal
• El Template, un dispositivo simple que dirige la distribución de las fuentes
implantadas apareció a mediados de siglo. Este sistema mejoró la calidad
del implante porque mantiene las fuentes espaciadas y en paralelismo
• En 1971 el radioncologo Komanduri Charyulu en la Universidad de Miami,
realizo implantes cerrados en pacientes con enfermedad muy avanzada.
Su objetivo fue incluir la región de la próstata con una matriz de semillas,
de 4 cm de ancho, 4 cm de alto y 5 cm de profundidad.
• Utilizó 3 semillas de radón de 0.15, 1.0 y 0.8 mCi en una distribución de
Paterson Parker
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Historia de la Braquiterapia
• Incorporación de la sonografia
• En 1974 el Instituto Welding introdujo una sonda con transductores
para imagen transuretral y transrectal, con una técnica paso a paso se
retraía la sonda cada 5 mm para hacer determinaciones de volumen
planimetricas.
• Esto sirvió para realizar biopsias dirigidas de próstata y vesículas
seminales
• Usando US se utilizo un Template para introducir semillas de yodo
125, la prescripción de dosis fue 160 Gy y la mayoría de los pacientes
recibieron teleterapia adyuvante
Historia de la Braquiterapia
Afterloading, Remote Afterloading and High
Dose Rate Brachytherapy
• La post carga no fue establecida como una medida de radio
protección sino hasta los años 1950s
• La implantación de aplicadores inertes facilita la entrega,
procedimientos no afanados, y elimina la exposición de todo el
personal.
• Ulrich Henschke, Arthur James, William Myers describieron
braquiterapia intersticial temporal post carga con semillas de oro 198
en tubos de nylon previamente implantados.
• Henschke mas tarde introdujo el uso de semillas de Ir 192
Historia de la Braquiterapia
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Dosimetría computarizada
• Inicialmente los braquiterapeutas utilizaban atlas, tablas y experiencia
para determinar la actividad de las fuentes, distribución y tiempo de
tratamiento.
• A mediados del siglo, dos sistemas de distribución de fuentes fueron
usados ampliamente Paterson Parker y Quimby.
• El sistema Paterson Parker desarrollado en el Instituto Holt de radium
de Manchester
Historia de la Braquiterapia
Dosimetría computarizada
• El sistema desarrollado por el físico Edith Quimby en el Memorial
Hospital de New York, estipulo una distribución homogénea de
fuentes para generar una distribución inhomogénea de dosis.

• En 1958 Richard Nelson y Mary Lou Meurk introdujeron un sistema de


calculo de dosis de braquiterapia utilizando maquinas de tabulación
Historia de la Braquiterapia
• Las agujas de radium y las semillas de oro fueron las fuentes de
elección en el MD Anderson Hospital de Houston Texas USA.

• Philip Heintz en colaboración con Douglas Jones generaron un sistema


de planeación de tratamiento de elementos de programas del
Memorial y el Anderson.

• El físico David Neblett introdujo “ROCS” un programa de planeación de


tratamiento (con un modulo de braquiterapia) escrito en BASIC para el
PC en 1988
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Moving on from LDR to HDR
• Braquiterapia intracavitaria de Baja Tasa de Dosis (LDR) para el cérvix uterino
fue una modalidad de tratamiento estándar en la primera mitad del siglo
veinte
• La Braquiterapia de Alta Tasa de Dosis (HDR) fue desarrollada para superar
algunas limitaciones de braquiterapia LDR (exposición del personal medico y
largos tiempos de tratamiento).
• La Braquiterapia de Alta Tasa de Dosis intracavitaria ha sido usada cada vez
más.
• La ventaja de la ajustabilidad de la distribución de dosis de HDR aceleró su
aplicación clínica por la introducción de imágenes TC/MRI
Historia de la Braquiterapia
Braquiterapia intracavitaria de 2D a 3D
• Braquiterapia intracavitaria BTIC ha jugado un papel importante como
modalidad de radioterapia definitiva para pacientes con cancer
cervical sobre los últimos 100 años
• La ICBT ha sido realizada basada en la planeación bidimensional (2D)
con el uso de placas de rayos x ortogonales por un largo tiempo. Las
dosis son prescritas a puntos A de acuerdo al sistema clásico o
modificado de Manchester
• Recientemente, ha ocurrido una desviación dramática de 2D a tri
dimensional 3D
Historia de la Braquiterapia
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BrachyVision (Varian) simplifica el desarrollo de planes complejos de tratamientos
con braquiterapia.
• Flexible: realiza tratamientos HDR, LDR y PDR con protocolos clínicos y plantillas de
planes personalizables.
• Herramientas de planificación basados en imágenes: usa películas e imágenes 3D
para orientar el tratamiento
• Conformidad: cumplimiento de TG -43 con admisión de todos los isotopos.
Cumplimiento de TG-186 para todas las fuentes varian
• Complejo conjunto de herramientas
• Suma de planes: crea sumas de planes de haz externo y braquiterapia.
• Integración de software: funciona perfectamente con ARIA
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Historia de la Braquiterapia
• Oncentra Brachy (Elekta) software de planeación de tratamiento
• Ofrece una variedad de instrumentos inteligentes que facilitan
algunas de las tareas como contorneo y reconstrucción
• Fácil mapeo de la anatomía del paciente
• Tiempo de reconstrucción del implante disminuido
• Procedimientos simplificados
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Historia de la Braquiterapia
IGBT Braquiterapia Guiada por Imágenes
• Recientes avances tecnológicos han integrado imagen seccional tridimensional 3D en
los sistemas de planeación de tratamiento con visualización de los volúmenes target.

• IGBT tiene el potencial de entregar una alta dosis de radiación al tumor y evitar
órganos a Riesgo (OARs), al mismo tiempo, mejorar el control local y reducir las
toxicidades.

• Además, el uso de imágenes diagnósticas como TC o Imagen de Resonancia (MRI) en


la practica clínica nos proporciona información detallada de espacio y tiempo de los
cambios del tumor durante el tratamiento
Historia de la Braquiterapia
• Desde 1980 a la actualidad el número de exámenes radiológicos ha
crecido hasta llegar a 80 a 100 millones de personas recibiendo un
diagnostico y

• 260.000 un procedimiento radiológico terapéutico

• 80.000 pacientes desarrollan alguna forma de braquiterapia


anualmente
Conclusiones
• La braquiterapia ha evolucionada en más de un siglo y un cuarto de su
existencia.

• Inicialmente realizada por cirujanos ahora esta en manos de los radioncólogos


en colaboración con físicos médicos, Dosimetristas y especialistas aliados.

• Computadores y aplicaciones stepping source han proporcionado mayor


precisión.

• El radium y otras fuentes han sido sustituidas


Historia de la Braquiterapia

Gracias

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