objetivos: conocer los distintos tipos de radioterapias y los mecanismos que asociados a estos. 1...
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Objetivos: Conocer los distintos tipos de radioterapias y los mecanismos que asociados a estos.
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Métodos y Terapias2.1 Introducción
www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-2-1-Introduccion-08.08
Dr. Willy H. GerberInstituto de Fisica
Universidad Austral de ChileValdivia, Chile
Cáncer: Causa
2www.gphysics.net – UACH-2008-Fisica-en-la-Oncologia-Versión 05.08
Heredado
RadiaciónQuímicos
Virus
Cromosomasy ADN
Daño
Cáncer: Mecanismo
3www.gphysics.net – UACH-2008-Fisica-en-la-Oncologia-Versión 05.08
Multiplicación normal
Celda con defecto
Alternativa: suicidio
Alternativa: multiplicación
Primeramutilación
Segundamutilación
Terceramutilación
Cuartamutilación
Multiplicacióndescontrolada
Cáncer: Desarrollo
4www.gphysics.net – UACH-2008-Fisica-en-la-Oncologia-Versión 05.08
Inicio
Multiplicación
Distribución y proliferaciónen nueva localización
Sistema sanguíneo y linfático
Método de combate IMRT: destruir célula
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IMRT = Radioterapia de intensidad modulada
Problema: maximizar celdas cancerígenas minimizar celdas sanas
Mecanismo de daño de Células
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+ O 2 para “fijar” el daño
R• + O 2 → RO•
Fotón
Fotón
Acción directa
Acción indirecta(dominante en radiación X)
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Daño al ADN
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Cambio de basePerdida de base
Dimer
QuiebredobleDSB30-40/Cel Gy
QuiebreSimpleSSB1000/Cel Gy Cross link de proteínas 50 /Cel Gy
Ruptura compleja (SSB+base) 60/Cel Gy
Mecanismos de transportes
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Electrones
GeneraElectrones
vía Scattering
Rayos Gama
Equipo oFuente de radiación
Paciente
KERMA = Kinetic Energy Released in MAtter
Fuentes
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Equipo oFuente de radiación
LinacRayos X
Generador van de Graff
Fuente de radiación
(α,β,γ)
BraquiterapiaPartículasCargadas
(α,β,p)Rayos γ (X)
Nota: en esta parte del curso no se consideran neutrones
Flujo de fotones y partículas
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Flujo de partículas/fotones por sección y tiempo [1/m2s]
Energía por sección [J/m2]
Partículas/Fotones por sección [1/m2]
Flujo de energía por sección y tiempo [J/m2s]
ICRU 33: Radiation Quantities and Units
Fuentes de radiación
11www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-2-4-Interaccion-rayos-gamma-materia-08.08
Cuando estudiamos equipamiento vimos que los fotones provenían de la interacción de la materia con los electrones que se aceleraban.
Sin embargo se pueden generar rayos γ en forma directa empleando el decaimiento radiactivo de núcleos inestables.
Existen cuatro mecanismos básicos:
• Un protón se transforma en un neutrón (emitiendo un positrón)
• Un neutrón se transforma en un protón (emitiendo un electrón)
• El núcleo reduce masa emitiendo una partícula α
• Liberación de un neutrón por un proceso de fisión
Fuentes de radiación
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EjemploDecaimientoβ-
EjemploDecaimientoα
Incremento en Z
Energía liberada como fotón
Decremento de A y Z
Energía liberada como fotón
Fuentes de radiación
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Ley de decaimiento:
Actividad de la muestra [Bq=1/s]Numero de núcleos [-]Tiempo medio de vida [s]Constante de decaimiento [1/s]
ANTλ
Unidad Bq: 1 BequerelUnidad antigua: 1 Ci (Curie)Conversión: 37 mCi = 1 MBq1 Ci = 3.7×1010 1/s
Definición histórica de la exposición
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La medición de radiación se hizo históricamente con cámaras de ionización.
1R = 2.58x10-4 C/kg
Como referencia se creo la unidad Roentgen que equivale a la cantidad de radiación que ioniza en 1 kg de aire a una atm y 22C la cantidad de 2.58x10-4 C:
Exposición
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La relación entre actividad y la exposición es:
Elemento Γ137Cs 3.3x10-4
57Co 1.32x10-3
22Na 1.20x10-3
60Co 1.33x10-3
Exposición [R]Actividad [R]Distancia [m]Constante de exposición [R m2]
XADΓ
Dosis
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La Dosis se define como
Los factor de conversión son:
Si se conoce la relación de la energía de la radiación con respecto de la densidad de la materia se puede convertir la exposición en dosis:
Medio Factor (Gy/R)
Aire 0.00876
Musculo, Agua 0.009
Hueso 0.02-0.04
Tipos de terapias
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Tres tipos básicos
Aquí estudiaremos en general el comportamiento de partículas cargadas y su interacción con la materia y en particular el comportamiento de electrones, que por tener una masa menor, muestran un comportamiento distinto.
Con partículas cargadas (alfa, electrones, protones, etc.)
Con fotones
Aquí estudiaremos como estos interactúan con la materia hasta generar electrones en que aplica lo visto en el punto anterior.
Con neutrones
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