Anales de la RANM

155 A N A L E S R A N M R E V I S T A F U N D A D A E N 1 8 7 9 EL FOTÓN EN LA REVOLUCIÓN DE LA MEDICINA DEL SIGLO XXI José Miguel López-Higuera An RANM · Año 2019 · número 136 (02) · páginas 145 a 157 lar tejidos blandos. Entre ellas, por su transcendencia merecen ser mencionadas, en la disciplina de neuroci- rugía, las efectuadas para el tratamiento primario (ci- to-reductivo) de los gliomas profundos intracraneales que de otra forma no serían posibles para la resección [41]. Estas terapias, se realizan monitorizadas o guia- das mediante imagen de resonancia magnética (MRI) sobre la que se puede superponer mapas de las distri- buciones térmicas, en tiempo real. Por otro lado, para realzar el incremento térmico muy localizadamente, sobre los volúmenes concerosos, se están demostrando técnicas basadas en nanopartícu- las biocompatibles de oro que absorben la radiación óptica en longitudes de onda en las que los tejidos son muy transparentes (dentro de la ventana terapéutica) y que la devuelven calentándose. Conocida es la mayor “avidez” de los tejidos con cáncer por las nanopartícu- las que resulta en una mayor (substancial) concentra- ción de las mismas en los tejidos enfermos que en los sanos. Así, utilizando potencias de láser muy modera- das en el infrarrojo cercano (no se daña o se daña in- significantemente los tejidos sanos) sobre un cáncer en el que se han depositado previamente las citadas nanopartículas, se puede inducir hipertermia muy lo- calizadamente, que culmine con la muerte celular y la consiguiente remisión o aniquilación del tumor. Recientemente, se han presentado los resultados muy esperanzadores de un ensayo clínico en el que se han utilizado nanopartículas de sílice recubiertas de una nanocapa de oro (GSN) que han sido excitadas con lá- ser en el infrarrojo cercano (810nm) utilizando técni- cas de braquiterapia [42]. Las intervenciones fueron monitorizadas, en tiempo real, mediante resonancia magnética y ecografía. Con este ensayo de trata de de- mostrar que con esta técnica se logra un control regio- nal altamente localizado del cáncer de próstata y, ade- más, ofrecer morbilidades muy reducidas y mejores resultados funcionales de los pacientes. Seguidamente se mencionarán la Biopsia Óptica auto- matizada y la Protonterapia Láser. Biopsia Óptica automatizada En la última década, el uso de métodos y tecnologías de la luz en el diagnóstico médico se ha incrementado exponencialmente y, mediante técnicas multimodales de los mismos, unido a los enormes avances en inteli- gencia artificial y de grandes datos, potencialmente, se pueden lograr equipos fotónicos que ofrezcan biopsias ópticas automatizadamente. Entre las técnicas ópticas que se están considerando para su implementación multimodal se encuentran: la tomografía de coherencia óptica, la generación de se- gundo y la de tercer armónico, las de fluorescencia exci- tada por dos o tres fotones, la tomografía fotoacústica, la tomografía óptica difusa, imágenes hyperespectrales, la microscopía no lineal de Raman, entre otras [43]. Para el procesamiento e interpretación automatiza- dos de datos se están considerando métodos basados en inteligencia artificial, como el aprendizaje auto- mático o el aprendizaje profundo que es una clase de técnicas de aprendizaje automático que utiliza redes neuronales artificiales de varias capas para el análi- sis de señales o datos [44]. Debe mencionarse que las herramientas de la biop- sia totalmente óptica y automatizadas aún deben va- lidarse contra diagnósticos estándar en ensayos clí- nicos, para demostrar su potencial y superar las li- mitaciones y los inconvenientes de la histopatología tradicional, pero, sin duda, cuando esto suceda, se contará con una herramienta disruptiva tanto para el diagnóstico de tumores, así como para mejorar la precisión de las terapias quirúrgicas. Protonterapia Láser En la lucha contra el cáncer, el uso de haces de pro- tones o iones más pesados posibilita el depositar do- sis relevantes y muy focalizadas en los volúmenes tu- morales a la vez que se daña insignificantemente o muy poco el tejido sano a través del cual se accede al volumen enfermo y, no se daña, el tejido posterior a este. Ello es debido a que la física de estos iones [45] indica que la intensidad de penetración en los teji- dos se hace en dosis reducidas de iones y, sin embar- go, a una profundidad (que depende de la energía los iones) se acumulan totalmente en lo que se conoce como pico de Bragg (figura 6a). Pico que controlan- do la energía de los iones entorno a un valor se pue- de sintonizar y poder “barrer” con gran precisión el área del tumor. Para ello, se implementan grandes aceleradores convencionales para acelerar haces de protones con altas energías (70–250 MeV), que son necesarios para administrar dosis a profundidades clínicamente relevantes (de hasta 30 cm). Estos ha- ces se transportan a través de líneas de transferencia magnética a varias salas de tratamiento y se entre- gan a los pacientes preferiblemente a través de un sistema de pórtico giratorio de 360 ° conocido como Gantry. En la actualidad, debe mencionarse que todas las instalaciones clínicas actuales usan ciclotrones o sincrotrones para la aceleración de los iones por lo que estas terapias resultan muchísimo más costo- sa que las tradicionales con rayos X, principalmen- te debido a los grandes costos de inversión asocia- dos con los aceleradores de alta energía y sistemas de guiado de los haces de iones. Por ello, nuevas tec- nologías para reducir los costos son muy deseadas y, entre las propuestas en desarrollo, se encuentran las basadas en haces laser de alta intensidad (> 10 19 W/ cm 2 ) que darían lugar a lo que se denomina Proton- terapia Láser [46]. Debe mencionarse que cuando un haz láser (pulsa- do de fentosegundo) muy intenso incide en una lá- mina metálica delgada por la cara de incidencia se genera un plasma electrónico que “arranca” los pro- tones de la otra cara y los acelera (alcanzando muy rápidamente velocidades cercanas a la de la luz) en el sentido de propagación del haz láser (figura 6.b). Mediante esta tecnología tras la interacción con la DOS INVESTIGACIONES POTENCIALMENTE DISRUPTIVAS A FUTURO