UFRO Master Fisica Medica 2 1 Introduccion
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Mét d T iMétodos y Terapias2.1 Introducción
Dr. Willy H. GerberInstituto de FisicaInstituto de Fisica
Universidad Austral de ChileValdivia, Chile
Objetivos: Conocer los distintos tipos de radioterapias y los mecanismos que asociados a estos.
1www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐Fisica‐Medica‐2‐1‐Introduccion‐08.08
Cáncer: Causa
Virus
RadiaciónQuímicos
Heredado DañoDaño
2www.gphysics.net – UACH‐2008‐Fisica‐en‐la‐Oncologia‐Versión 05.08
Cromosomasy ADN
Cáncer: Mecanismo
Multiplicación normal
Celda con defecto
Alt ti i idi
Multiplicacióndescontrolada
Alternativa: suicidio
Alternativa: multiplicación
Primeramutilación
Segundamutilación
Terceramutilación
Cuartamutilación
3www.gphysics.net – UACH‐2008‐Fisica‐en‐la‐Oncologia‐Versión 05.08
mutilación mutilación mutilación mutilación
Cáncer: Desarrollo
InicioInicio
Multiplicación
Sistema sanguíneo y linfático
Distribución y proliferaciónen nueva localización
4www.gphysics.net – UACH‐2008‐Fisica‐en‐la‐Oncologia‐Versión 05.08
Método de combate IMRT: destruir célula
IMRT = Radioterapia de intensidad modulada
P bl i i ld í
5www.gphysics.net – UACH‐2008‐Fisica‐en‐la‐Oncologia‐Versión 05.08
Problema: maximizar celdas cancerígenasminimizar celdas sanas
Mecanismo de daño de Células
Acción indirecta(dominante en radiación X)
Acción directa
6
Acción directa
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Daño al ADN
Dimer
Cambio de basePerdida de base
QuiebredobleDSB
QuiebreSimpleSSB
7www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐Fisica‐Medica‐2‐1‐Introduccion‐08.08
DSB30‐40/Cel Gy
SSB1000/Cel Gy Cross link de proteínas 50 /Cel Gy
Ruptura compleja (SSB+base) 60/Cel Gy
Mecanismos de transportes
ElectronesElectrones
Equipo oFuente de di ió
Paciente
GeneraElectrones
vía Scattering
Rayos Gama
radiación
g
KERMA = Kinetic Energy Released in MAtter
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KERMA Kinetic Energy Released in MAtter
Fuentes
Equipo oFuente de radiación
LinacRayos X
Generador van
Fuente de radiación(α β γ)
de Graff(α,β,γ)
BraquiterapiaPartículasCargadas(α,β,p)
Rayos γ (X)
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Nota: en esta parte del curso no se consideran neutrones
Flujo de fotones y partículas
Flujo de partículas/fotones por sección y tiempo [1/m2s]
Partículas/Fotones por sección [1/m2]
j p / p y p [ / ]
Energía por sección [J/m2]
Flujo de energía por sección y tiempo [J/m2s]
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ICRU 33: Radiation Quantities and Units
Fuentes de radiación
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 g p g y γ pradiactivo 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)
l ú l d d í l• El núcleo reduce masa emitiendo una partícula α
• Liberación de un neutrón por un proceso de fisión
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p p
Fuentes de radiación
EjemploDecaimientoββ‐
Incremento en Z
Energía liberada como fotóng
EjemploDecaimientoα
Decremento de A y ZDecremento de A y Z
Energía liberada como fotón
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Energía liberada como fotón
Fuentes de radiación
Ley de decaimiento:
Actividad de la muestra [Bq=1/s]ANumero de núcleos [‐]Tiempo medio de vida [s]Constante de decaimiento [1/s]
NTλ
Unidad Bq: 1 BequerelUnidad antigua: 1 Ci (Curie)Conversión: 36 mCi = 1 MBq
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Definición histórica de la exposición
La medición de radiación se hizo históricamente con cámaras de ionización.
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:
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1R = 2.58x10‐4 C/kg
radiación que ioniza en 1 kg de aire a una atm y 22C la cantidad de 2.58x10 4 C:
Exposición
La relación entre actividad y la exposición es:
Exposición [R]Actividad [R]Distancia [m]C d i ió [R 2]
XADΓ
Elemento Γ
Constante de exposición [R m2]Γ
137Cs 3.3x10‐4
57Co 1.32x10‐3
22Na 1.20x10‐3
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60Co 1.33x10‐3
Dosis
La Dosis se define como
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:
Los factor de conversión son:
Medio Factor (Gy/R)
Aire 0.00876
Musculo, Agua 0.009
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Hueso 0.02‐0.04
Tipos de terapias
Tres tipos básicos
C tí l d ( lf l t t t )
Aquí estudiaremos en general el comportamiento de partículas cargadas y su interacción con la materia y en particular el comportamiento de electrones que por
Con partículas cargadas (alfa, electrones, protones, etc.)
particular el comportamiento de electrones, que por tener una masa menor, muestran un comportamiento distinto.
Con fotonesCon fotones
Aquí estudiaremos como estos interactúan con la materia hasta generar electrones en que aplica lo i t l t t ivisto en el punto anterior.
Con neutrones
No vistos aquí
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No vistos aquí