Parámetros que Influyen en un Haz de Fotones

1. Energía del Haz de Fotones

Energía baja vs. energía alta: Los haces de baja energía (megavoltaje bajo, como 6 MV) tienen mayor interacción con los tejidos superficiales, mientras que los haces de alta energía (como 15 MV) penetran más profundamente, depositando la dosis máxima a mayor profundidad.

Profundidad de máxima dosis (d_max): A mayor energía, la dosis máxima se encuentra a mayor profundidad.

Atenuación: A medida que la energía del haz aumenta, la atenuación es más gradual.

2. Distribución de Dosis en Profundidad (PDD)

Es el porcentaje de la dosis máxima que se deposita a distintas profundidades en el tejido.

Relación con la energía: A mayor energía, la curva PDD muestra una mayor profundidad para la dosis máxima (d_max) y una caída más lenta más allá de esta profundidad.

3. Tamaño del Campo

Campo pequeño vs. campo grande: Los campos pequeños concentran la dosis en áreas más localizadas, mientras que los campos grandes permiten tratar volúmenes más grandes, pero pueden aumentar la exposición a tejidos sanos.

Homogeneidad del campo: Campos más grandes pueden generar una distribución de dosis menos homogénea debido a la dispersión de los fotones en los bordes.

4. Corrección por Dispersión de Fotones

La dispersión de los fotones, tanto en el aire como en los tejidos, afecta la distribución de la dosis en áreas adyacentes al campo de tratamiento.

S_c = Dispersión del colimador

S_p = Dispersión de fantoma

5. Penumbra

La zona de transición entre la dosis máxima y la dosis fuera del campo de tratamiento.

Factores que influyen:

1. Tamaño del colimador: Colimadores más grandes aumentan la penumbra.
2. Distancia de la fuente: La penumbra es más grande cuanto más lejos está la fuente de radiación.
3. Energía del haz: Haces de mayor energía tienden a tener penumbras más amplias.

6. Distancia Fuente Superficie (SSD)

Distancia entre la fuente de radiación y la piel del paciente.

Impacto en la dosimetría:

1. Un aumento en la SSD disminuye la dosis en el punto de tratamiento debido al efecto de la ley del inverso del cuadrado de la distancia.
2. También afecta la penumbra: una mayor SSD reduce el tamaño de la penumbra en el campo.

7. Curvas de Isodosis

Representan la distribución de la dosis en un plano transversal al haz de radiación.

Factores que influyen en las curvas de isodosis:

1. Heterogeneidades en el tejido: Los huesos y otras estructuras densas pueden distorsionar las curvas de isodosis debido a su capacidad de atenuar más o menos la radiación.
2. Modificadores de haces: Filtros de compensación, cuñas o moduladores que modifican la distribución de dosis.

8. Modificadores del Haz

Filtros de cuña: Incluyen una inclinación que altera la distribución de la dosis a lo largo del haz, ayudando a distribuir la dosis en tejidos no uniformes.

Compensadores: Dispositivos diseñados para adaptar la distribución de la dosis a la geometría del paciente, ajustando la cantidad de radiación en diferentes áreas.

Colimadores multilámina (MLC): Ajustan el contorno del haz para conformarlo al volumen tumoral, protegiendo los tejidos sanos circundantes.

9. Tipo de Haz: Tratamientos Simples o Avanzados

Radioterapia conformada 3D (3D-CRT): Utiliza múltiples haces de diferentes ángulos para conformar la dosis a la forma del tumor.

IMRT (Radioterapia de Intensidad Modulada): Modifica la intensidad de los haces para mejorar la conformación de la dosis y limitar la dosis a tejidos sanos.

VMAT (Arcoterapia Volumétrica Modulada): Una evolución de la IMRT, que permite la administración del tratamiento en un arco continuo alrededor del paciente, mejorando la eficacia del tratamiento.

¿En qué se diferenciarían estas técnicas con la SRS y la SBRT?

Se diferencian de técnicas como 3D-CRT, IMRT y VMAT por ser mucho más precisas y enfocadas en tratar tumores pequeños con dosis muy altas de radiación en pocas sesiones (1 para SRS y de 1 a 5 para SBRT). Mientras que las técnicas de 3D-CRT, IMRT y VMAT se utilizan para tratar tumores más grandes y de forma irregular en múltiples fracciones (generalmente entre 20 y 40 sesiones) con dosis menores por sesión, la SRS y SBRT se caracterizan por administrar tratamientos más breves y altamente localizados, reduciendo al mínimo la exposición de los tejidos circundantes.

10. Profundidad y Heterogeneidades del Tejido

Densidad del tejido: Diferentes densidades de tejido, como hueso, músculo y aire, afectan la absorción de fotones y, por lo tanto, la dosis entregada.

Correcciones de heterogeneidad: En la planificación del tratamiento, los algoritmos de cálculo deben corregir la atenuación diferencial para diferentes tipos de tejido.

11. Perfil de Dosis Lateral

Muestra la distribución de la dosis a lo largo de un plano perpendicular a la dirección del haz.

Ancho del campo y la penumbra: El perfil de dosis lateral depende del tamaño del campo y la energía del haz, mostrando la caída de dosis hacia los bordes.

12. Reparto Angular del Haz

Ángulos de incidencia: La inclinación del haz con respecto al paciente afecta cómo se distribuye la dosis. Los haces tangenciales (que inciden a lo largo de la superficie) depositan dosis más superficial en comparación con los haces perpendiculares.

Número de campos: Múltiples campos en diferentes ángulos permiten una mejor distribución de la dosis al sumarse las dosis en el tumor y reducir la dosis en tejidos sanos.

Bolus

El bolus es un material de tejido equivalente posicionado directamente sobre la superficie de la piel del paciente:

• Para igualar el contorno irregular del paciente.
• Proporcionar una superficie plana para la incidencia normal del haz.

En principio, el uso del bolus es sencillo y práctico; sin embargo, genera un efecto significativo en los haces de megavoltaje. Se pierde el efecto de buildup o acumulación en el paciente, ya que ocurre en el bolus.

13. Fluctuaciones en la Energía del Linac

Estabilidad del acelerador: Pequeñas fluctuaciones en la energía de salida del acelerador pueden afectar la distribución de la dosis, especialmente en tratamientos prolongados.

Calibración: La precisión en la calibración de la energía del acelerador es crucial para mantener la dosis dentro de los márgenes de seguridad.

Electrones

Al contrario de los fotones, los cuales tienen como fuente, foco u origen del haz un punto situado en el centro del blanco del acelerador (o muy cerca), el haz de electrones aparenta tener un foco efectivo (ICRU 1984) que no coincide ni con la ventana de salida, ni con el centro del filtro dispersor.

Dependencia de la energía: Cuando la energía del haz de electrones aumenta:

• Aumenta el porcentaje de dosis absorbida en superficie respecto del máximo.
• La profundidad de la dosis absorbida máxima es mayor.
• La penetración del haz se incrementa: R₅₀, R_p, etc., son mayores.
• Disminuye la pendiente de la zona de caída de dosis absorbida.
• Aumenta el porcentaje de radiación de frenado.

Muerte Celular

Necrosis (la manera desordenada)

Cuando se dañan las células por factores nocivos (como lesión o productos químicos tóxicos), usualmente “derraman sus entrañas” en cuanto mueren. Debido a que la membrana plasmática de la célula dañada ya no puede controlar el paso de iones y de agua, la célula se hincha y su contenido se fuga a través de los agujeros en la membrana plasmática. Esto a menudo causa inflamación en el tejido que rodea la célula muerta.

Apoptosis (la manera ordenada)

Las células que experimentan apoptosis pasan por un proceso diferente y mucho más ordenado. Se encojen y desarrollan protuberancias parecidas a burbujas (nombre técnico: “ampollas”) en su superficie.

Células de HE-LA

Son un tipo particular de células de cultivo celular, usadas en investigación científica. Es el linaje celular humano más antiguo y utilizado con mayor frecuencia. Las células fueron reproducidas por George Otto Gey poco antes del fallecimiento de Henrietta Lacks en 1951.

• La línea celular HeLa fue derivada para su uso en la investigación del cáncer. Estas células proliferan anormalmente rápido, aún comparadas con otras células cancerígenas.

Células Cancerígenas

Se reproducen sin control, saben cómo escapar de nuestro sistema inmunológico y, son casi eternas, inmortales.

• Esto se debe a que, a diferencia de las sanas, en este tipo de células se mantiene activada la enzima telomerasa, que repara constantemente los telómeros y permite al cáncer proliferar sin freno.

Modelo Lineal Cuadrático (α/β)

Según el modelo lineal-cuadrático la muerte celular es el resultado de la inactivación una diana (de importancia letal) por una sola interacción (de una vez) o de la inactivación de dos dianas subletales (requiere dos interacciones independientes).

Concepto α/β

En radiobiología, el concepto de α/β se refiere a una medida que se utiliza para describir la respuesta biológica de los tejidos a la radiación ionizante.

La componente alfa (α) se refiere a la fracción del daño biológico causado por la radiación que es considerado como efecto directo. Está asociado con daños irreparables y letales en las células.

• Por ejemplo, las partículas alfa tienen una alta capacidad de ionización y, al depositar su energía en un volumen muy pequeño, pueden causar daños significativos en las células en su camino.

La componente beta (β) se refiere a la fracción del daño biológico causado por la radiación que es considerado como efecto indirecto. Está asociado con daños reparables y subletales en las células.

• Por ejemplo, las partículas beta tienen una capacidad de ionización moderada y, al depositar su energía en un volumen más amplio, pueden afectar a un mayor número de células, aunque con menor letalidad.
• Los tejidos con una alta relación α/β (como los tejidos normales) son más sensibles a los efectos subletales y tienen una mayor capacidad de recuperación, mientras que los tumores con una baja relación α/β son más sensibles a los efectos letales y menos capaces de repararse.

Por ejemplo, la relación α/β se utiliza en Radioterapia para estimar la respuesta de los tejidos sanos y de los tumores a la radiación. La idea principal es que diferentes tejidos y tumores tienen diferentes sensibilidades.

Esta relación α/β es importante en la planificación y entrega de la Radioterapia, ya que ayuda a determinar las dosis y fracciones óptimas para maximizar la destrucción del tumor mientras se minimiza el daño en los tejidos sanos circundantes.

También es relevante en el diseño de las planificaciones de Radioterapia hipofraccionada y estereotáctica, donde se busca aprovechar las diferencias en la relación α/β entre tumores y tejidos sanos para obtener mejores resultados terapéuticos.

Vecindad

Este término hace referencia al fenómeno donde células no irradiadas de una población pueden sufrir daño como consecuencia de su contacto con células irradiadas.

1. Estudiar la respuesta de las células no irradiadas en comparación con las células irradiadas.
2. Se pueden mezclar células irradiadas con no irradiadas, analizando estas respuestas.
3. Tomar el medio de cultivo de células irradiadas y emplearlo para cultivar células no irradiadas.

Con Relación al Reporte ICRU 62, Indique qué Significan las Siglas ICRU y qué Reporte fue Actualizado con la Publicación del ICRU 62

Las siglas ICRU significan International Commission on Radiation Units and Measurements (Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación). Esta comisión tiene como objetivo desarrollar recomendaciones internacionalmente aceptadas sobre la medición de la radiación, la dosimetría y los procedimientos de radioterapia.

El reporte ICRU 62 es una actualización y complemento del reporte ICRU 50, titulado «Prescripción, Registro y Elaboración de Informes en la Terapia con Haces de Fotones», publicado en 1993. El ICRU 62 incorpora avances en las técnicas de irradiación y planificación basadas en imágenes tridimensionales, mejorando la precisión y definición de los volúmenes a tratar y los márgenes de seguridad.

Etiquetas: Cáncer, Dosimetría, Física Médica, Haz de Fotones, radioterapia