Las técnicas para detectar partículas subatómicas son la base de sistemas de diagnóstico del cáncer. Una técnica tan difundida como el PET, la tomografía por emisión de positrones, se basa en las propiedades de la antimateria, que al encontrarse con la materia se aniquila emitiendo energía que puede ser detectada. Las principales aplicaciones de la física de partículas en la medicina nuclear, los desarrollos técnicos más destacados y, sobre todo, el establecimiento de futuras colaboraciones entre ambas disciplinas han centrado un seminario sobre física médica organizado por el Instituto Valenciano de Investigación Cooperativa en Física Avanzada (IVICFA), una red de 18 grupos de excelencia creada con el apoyo de la Generalitat Valenciana, y celebrado el pasado viernes en el Parque Científico de la Universitat de València.
El encuentro ha reunido a medio centenar de expertos en ambos campos, investigadores y médicos del Hospital La Fe de Valencia. Para la jefa del Servicio de Medicina Nuclear, Pilar Bello, una técnica surgida de la investigación básica en física de partículas, la tomografía por emisión de positrones o PET, en combinación con el TAC, "es la mejor técnica de diagnóstico por imagen hoy día". El PET/TAC utiliza radiofármacos (isótopos) emisores de positrones, la antipartícula del electrón, para introducir en el paciente. Cuando ambas partículas se encuentran emiten energía, que se detecta para construir una imagen de lo que sucede en el interior del cuerpo.
El PET/TAC se utiliza principalmente para el diagnóstico del tumor, planificación y respuesta a la terapia y el seguimiento del paciente. Sin embargo, la idea de utilizar un sistema de imagen para monitorizar en tiempo real el tratamiento sigue siendo terreno propicio para la colaboración entre investigadores y médicos. En este campo, el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, centro mixto CSIC-Universitat de València) presentó el desarrollo de un sistema capaz de ver en directo los resultados de la terapia con partículas pesadas o hadronterapia. Este método difiere de la radioterapia convencional contra el cáncer en que las partículas depositan toda su energía en los tejidos afectados por el tumor, reduciendo el daño en los tejidos sanos.
Aceleradores lineales compactos para hospitales
Además del diagnóstico, el PET se utiliza para planificar intervenciones quirúrgicas en casos extremos de epilepsia, explica Pedro Pérez, del Servicio de Neurocirugía de La Fe. Pilar Bello habla de la técnica del ganglio centinela, donde, mediante dispositivos detectores de radiación gamma o positrones se localiza la zona con mayor actividad tumoral para guiar la cirugía. Esta técnica se utiliza en determinados tumores (melanomas o cáncer de mama), donde el Servicio de Medicina Nuclear de La Fe prueba distintos dispositivos creados en Valencia como la cámara gamma portátil desarrollada por la compañía Oncovisión. El compromiso asistencial de los profesionales en los hospitales complica una colaboración más estrecha con los investigadores, según Bello.
Además de mejorar las técnicas de diagnóstico, la investigación en física médica trata de desarrollar técnicas más precisas para difundir la radiación al paciente. Uno de esos frentes es el desarrollo de aceleradores de partículas más compactos y manejables para los hospitales. Alberto De Giovanni trabaja en el CERN desarrollando tecnologías de radiofrecuencia para el proyecto de acelerador lineal CLIC del laboratorio europeo de física de partículas. En su opinión, estas técnicas se pueden aplicar para fabricar aceleradores lineales más compactos para hadronterapia.
¿Por qué lineales en lugar de los habituales aceleradores circulares? Para De Giovanni la ventaja sobre el ciclotrón o sincrotrón es que se puede modular la energía del haz electrónicamente de forma inmediata, lo cual permite mejorar la dosis que recibe el paciente, tanto en intensidad como en profundidad. "Esta técnica, unida a la mejora de la imagen, permitiría seguir el movimiento del tumor en tiempo real", asegura. El IFIC colabora con el CERN en la investigación de esta tecnología. Según De Giovanni, ya hay una spin-off que fabrica un demostrador de este nuevo acelerador de partículas, que estaría acabado en tres años y se probará en hospitales de Reino Unido. En el mundo hay solo medio centenar de instalaciones de hadronterapia, ninguna en España.
Las aplicaciones de la física nuclear y la física de partículas en Medicina son amplias: además del desarrollo del PET a partir de los detectores de partículas que sirven para estudiar la estructura de la materia, De Giovanni recuerda el uso de la tecnología GRID, que distribuye y almacena la ingente cantidad de información producida en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), en un proyecto para intercambiar datos clínicos de pacientes entre centros de hadronterapia en Europa. En Valencia se construye el futuro Instituto de Física Médica IFIMED, la única instalación en España para la investigación en imagen y aceleradores de partículas aplicados a la Medicina.
