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  1. PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 5 Propiedades y seguridad de las fuentes y equipos de radioterapia empleados en la terapia por haz externo

  2. OIEA, Colección de Seguridad 120, Nociones Fundamentales de Seguridad (1996) Fuente: “Todo aquello que puede producir exposición a las radiaciones… una unidad de rayos X se puede considerar una fuente…”

  3. Haz 2 Haz 3 Haz 1 Tumor Paciente Radioterapia por haz externo

  4. Terapia por haz externo (EBT) • No-invasiva • Localización del blanco; importante. El establecimiento del haz puede ser engañoso • Por lo general múltiples haces para localizar el blanco en el foco de todos los haces Múltiples haces no coplanarios Un solo haz Tres haces coplanarios paciente

  5. Radioterapia por haz externo • Más del 90% del total de los pacientes de radioterapia son tratados empleando EBT • La mayoría de estos son tratados empleando rayos X en el rango de 20keV a 20MeV de energía máxima • Otras opciones de tratamiento por EBT incluyen las unidades telecurie (Co-60 y Cs-137), electrones a partir de aceleradores lineales, y aceleradores; para partículas fuertemente cargadas, como los protones

  6. Objetivos • Conocer los diferentes tipos de radiación que se emplean en la radioterapia por haz externo • Comprender las funciones de los diferentes equipos que se emplean para la administración del haz • Comprender las implicaciones de las diferentes unidades de tratamiento y su diseño • Conocer el equipamiento auxiliar requerido y empleado en la radioterapia por haz externo • Comprender las medidas empleadas en estos equipos para garantizar la seguridad radiológica

  7. Contenido • Conferencia 1: Tipos de radiación, técnicas • Conferencia 2: Equipos. Diseño para la seguridad

  8. Parte 5Radioterapia por Haz Externo Conferencia 1: Tipos de radiación. Técnicas

  9. Objetivos • Conocer los diferentes tipos de radiación que se emplean en la radioterapia por haz externo • Conocer los requerimientos técnicos para hacer que estos tipos de radiación sean aplicables a la radioterapia • Comprender las técnicas más comunes de radioterapia por haz externo

  10. Contenido 1. Proceso de radioterapia por haz externo 2. Calidad de las radiaciones que se emplean 3. Técnicas de administración 4. Prescripción e informes 5. Procedimientos especiales

  11. Diagnostico Adquisición de datos del pacienteSimuladorEscáner de TC Plan de tratamiento Creación y verificación delplan de tratamientoSimulación (virtual o real) Tratamiento Verificación y seguimiento 1. Proceso de EBT

  12. Diagnostico Adquisición de datos del pacienteSimuladorEscáner de TC Plan de tratamiento Creación y verificación delplan de tratamientoSimulación (virtual o real) Tratamiento Verificación y seguimiento Proceso de EBT Uso de las radiaciones

  13. Nota sobre el rol del diagnóstico • La responsabilidad de los clínicos • Sin un diagnóstico apropiado la justificación del tratamiento es dudosa • El diagnóstico es importante para el diseño del blanco y la dosis curativa o paliativa requerida

  14. Nota sobre el rol de la simulación • Frecuentemente, el simulador se usa en dos ocasiones en el proceso de radioterapia • Adquisición de datos del paciente – localización del blanco, contornos, siluetas • Verificación – ¿resulta ejecutable el plan? Adquisición de imágenes de referencia para verificación • El simulador puede ser reemplazado por otro equipo de diagnóstico o por simulación virtual

  15. Importante para simular el ambiente del tratamiento isocéntrico No obstante, algunas funciones pueden ser reemplazadas por otras unidades de rayos X de diagnóstico, si se cumple que la ubicación del campo de rayos X se puede marcar sobre el paciente, sin lugar a confusión Otras funciones (isocentricidad) se pueden entonces simular en la unidad de tratamiento Simulador

  16. Simulación virtual • Todos los aspectos de las tareas del simulador se ejecutan en un conjunto de datos 3D del paciente • Esto requiere datos 3D de TC del paciente en la posición de tratamiento • La verificación se puede realizar utilizando radiografías reconstruidas digitalmente (DRRs)

  17. Láseres móviles Isocenter Position Imágenes CT Proyección del Isocentro Simulación TC (Gracias a ADAC) Marcaje del paciente durante la TC

  18. Simulación virtual Modelo 3D del paciente y dispositivos de tratamiento

  19. Radiografías reconstruidas digitalmente como imágenes de referencia para la verificación Ver e imprimir DRRs para todos los campos planificados: mejora la confianza para planificación; referencia para la verificación

  20. Nota sobre el rol de la planificación del tratamiento • Vincula la prescripción a la realidad • La ‘pieza clave’ de la radioterapia • Se hace cada vez más sofisticada y compleja • Se aborda ampliamente en la parte 10

  21. 2. Métodos de tratamiento de la radioterapia por haz externo (EBT) • Rayos X superficiales • Rayos X de ortovoltaje • Unidades telecurie • Rayos X de megavoltaje • Electrones • Partículas pesadas cargadas • Otros

  22. Métodos de tratamiento de la radioterapia por haz externo (EBT)

  23. Haz superficial Haz de Ortovoltaje Porciento de dosis en profundidad, comparación para haces de fotones

  24. Radioterapia superficial • 50 a 120kVp - similar a las calidades de rayos X de diagnóstico • Baja penetración • Limitada a lesiones cutáneas tratadas con un solo haz • Por lo general pequeñas dimensiones de campo • Requiere aplicadores para colimar el haz a la piel del paciente • Corta distancia entre el foco de rayos X y la piel

  25. Radioterapia superficial Philips RT 100

  26. Problemas de la radioterapia superficial • Alto rendimiento debido a la corta FSD y la gran influencia de la ley del cuadrado inverso • Calibración difícil (fuerte gradiente de dosis, contaminación de electrones) • Dosis determinada por un temporizador – se han de considerar los efectos Encendido/Apagado (on/off) • Los haces de fotones pueden resultar contaminados con electrones del aplicador

  27. Radioterapia por ortovoltaje • 150 - 400 kVp • Penetración suficiente para tratamientos paliativos de lesiones óseas relativamente próximas a la superficie (costillas, médula espinal) • Ampliamente reemplazado por otras modalidades de tratamiento

  28. Equipos de ortovoltaje (150 - 400 kVp) Dosis en profundidad significativamente afectada por la FSD FSD 6cm, HVL 6.8mm Cu FSD 30cm, HVL 4.4mm Cu

  29. Colocación del paciente de ortovoltaje Al igual que para las unidades de irradiación superficial, el haz se establece mediante conos, directamente sobre la piel del paciente

  30. Radioterapia de megavoltaje • Cobalto-60 (energía 1.25MeV) • Aceleradores lineales (4 a 25MVp) • Piel ilesa en haces de fotones • Distancia típica foco-piel 80 a 100cm • Montada isocentricamente

  31. FOTONES ELECTRONES Comparación de porciento de dosis en profundidad de fotones Co-60 Haces de Linac

  32. FOTONES ELECTRONES Pulmón bajo cáncer de mama Médula espinal en tratamiento de cabeza y cuello Tumor cerebral Próstata Locaciones típicas de tumores y de tejidos normales

  33. Resultado de la dirección de avance de electrones secundarios, que depositan energía en la dirección del flujo, a partir del punto original de interacción Efecto acumulativo (Build-up)

  34. Efecto acumulativo (Build-up) • Resulta importanteclínicamente, puestoque todos los hacesde radiación enradioterapia externapasan a través dela piel • Se reduce mediante dimensiones de campo grandes e incidencia oblicua, así como al colocar bandejas en el haz • Se puede evitar con el empleo de bolo sobre el paciente cuando se ha de tratar la piel o cicatrices

  35. Geometría isocéntrica

  36. Geometría isocéntrica • Es resultado de las grandes FSDs que son posibles con equipos modernos • Ubica al tumor en el centro – resulta sencillo establecer múltiples haces de radiación para irradiar el blanco en varias direcciones Imagen del sitio Web de VARIAN

  37. Técnicas usuales de tratamiento con fotones Dos campos paralelos opuestos • Pulmón • Mama • Cabeza y cuello

  38. 1 3 2 60 Gy 4 Técnicas usuales de tratamiento con fotones Caja de cuatro campos • Cérvico uterino • Próstata

  39. ¿Isocéntrico o no? Todas las disposiciones de haces hasta ahora tratadas se pueden establecer a una distancia fija (ej. 80 cm) de la piel del paciente o isocentricamente a una distancia fija del centro del blanco.

  40. Modificación del haz de fotones • Bloques • Cuñas • Compensadores

  41. Bloque de blindaje personalizado Siemens MLC Bloques de blindaje • Conformación del haz • Conformación de la región de altas dosis hacia el blanco • Bloques fijos • Bloques personalizados hechos de aleaciones de bajo punto de fusión (LMA) • Actualmente parcialmente sustituidos por los colimadores multi-láminas (MLC)

  42. Cuña física

  43. Cuñas • Modificación de dosis unidimensional • Diferentes realizaciones • Actualmente con frecuencia; cuña dinámica

  44. líneas isodosis paciente paciente líneas típicas de isodosis Empleo de cuñas • Pareja de cuñas • Técnicas de tres campos

  45. Compensadores • Compensadores físicos • Placas de plomo • Bloques de bronce • Adaptación personalizada • Modulación de intensidad • Múltiples campos estáticos • Arcos • Colimadores multi-láminas dinámicos

  46. Modulación de intensidad • Puede contribuir a la optimización de la distribución de dosis • Homogenizar la dosis en el blanco • Minimizar la dosis fuera del blanco • Diferentes técnicas • Compensadores físicos • Modulación por intensidad empleando colimadores multi-láminas

  47. Modulación de intensidad MLC patrón 1 • Se logra empleando un Colimador multilámina (MLC) • La forma del campo se puede modificar • Ya sea paso a paso • Operativamente mientras se aplica la dosis MLC patrón 2 MLC patrón 3 Mapa de Intensidad

  48. paciente Técnicas de tratamiento dinámico • Arcos • Cuña dinámica • MLC dinámico La complejidad aumenta con el incremento de la flexibilidad en la administración de la dosis. La verificación resulta esencial

  49. Radioterapia por electrones • Alcance finito • Rápido decrecimiento de la dosis

  50. R100 100 90 Rango Terapéutico Dosis superficial 80 70 60 R50 50 %DD 40 30 20 Componente de rayos X 10 dmax Rp 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Profundidad (cm) Características de un haz de electrones