Guía V: Aplicaciones en Radioterapia

Guía V: Aplicaciones en Radioterapia - Terapia Estática
Cátedra de Medicina Nuclear
Facultad de Ingeniería, UNER
Introducción
Al diseñar un tratamiento de radioterapia se busca entregar una determinada dosis a un volumen blanco
(tumor más tejido circundante que pueda presentar enfermedad subclínica) minimizando la dosis que
reciben los tejidos sanos que lo rodean.
Los equipos convencionales de teleterapia son: equipos de RX convencionales (muy poco usados en la
actualidad, para lesiones de poca profundidad), bombas de cobalto y aceleradores lineales. Estos equipos
generan un area de dosis (campo), a partir de un haz colimado y conformado con una disposición como
en la gura 1. Para una profundidad determinada, la dosis que entrega el equipo es la misma en toda el
área.
Haz de Radiación
Debido a los objetivos planteados anteriormente para la irradiación, la fuente ya no es una fuente puntual
que emite en todas direcciones, sino que es un haz colimado que posibilita minimizar la incidencia de la
radiación en las zonas del cuerpo que no están afectadas por la enfermedad. Por tal motivo el haz de
radiación presenta la disposición que se muestra en la gura 1.
Figura 1: Parámetros del haz de radiación
Los colimadores y los conformadores denen el tamaño y la forma del campo de radiación. Hay dos tipos
básicos de colimadores para este n. Los diafragmas con ajuste continuo consisten en dos pares de
bloques de plomo, que pueden moverse en forma independiente. Los conos intercambiables se utilizan
para fotones de baja energía o electrones debido a su dispersión en aire, lo que obliga a que la colimación
llegue hasta la supercie.
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Medicina Nuclear (93) / Radioterapia y Radiodiagnóstico (08)
Los bordes geométricos del haz de radiación son las rectas que unen el centro de la fuente con la
porción más distal del colimador.
La distancia fuente supercie (DFS) es la distancia real desde la fuente hasta la supercie del fantoma
(o paciente).
La distancia fuente punto (DFP) es la distancia entre la fuente y el punto de interés.
La distancia fuente colimador (DFC) es la distancia entre la fuente y el colimador del haz.
La profundidad (d) es la distancia desde la supercie hasta el punto de interés.
El tamaño del campo (W) indica las dimensiones del area del haz a una determinada distancia de la
fuente.
Una de las características de los haces de fotones es la ausencia de límites denidos, especialmente cuando
el haz atraviesa un medio absorbente. Esto da origen a la penumbra del haz.
Los fotones que llegan a la supercie del paciente provienen de tres fuentes posibles: radiación primaria
que viene de la fuente, radiación primaria transmitida a través del colimador y radiación dispersada en
el colimador o en el medio absorbente. Esto origina tres tipos de penumbra: física, geométrica y de
transmisión.
Funciones de radioterapia
Rendimiento en profundidad (PDD: Percentage Depth Dose): es el cociente entre la dosis a una profundidad d y la dosis a la profundidad de máxima dosis, multiplicado por 100 (gura 2). Depende de la distancia
fuente supercie (DFS), del tamaño de campo (W) a la profundidad del máximo, de la profundidad (d)
y de la energía de la radiación.
P DD(d, Wm , DF S) =
D(d, Wm , DF S)
· 100
D(dmax , Wm , DF S)
(1)
Figura 2: Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD)
Relación Tejido Aire (TAR: Tissue Air Ratio): es el cociente entre la dosis a una profundidad d a una
distancia DFP de la fuente, y la dosis en el mismo punto en aire (gura 3). Depende del tamaño de campo
(Wd ) en el punto de interés, y de la calidad de la radiación.
T AR(d, Wd ) =
D(d, Wd )
D(Wd )
(2)
Se denen dos casos de TAR de interés:
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Función de Retrodispersión (Back Scatter function - BSF): es la relación tejido-aire cuando la profundidad es igual a cero (d=0). Es útil en el caso de RX de energía baja y media. El BSF es mayor a uno
debido a que la dosis en la supercie aumenta por la radiación retrodispersada.
BSF = T AR(dsup , Wsup ) =
D(dsup , Wsup )
D(Wsup )
(3)
Función de Dispersión Pico (Peak Scatter Function - PSF): relación tejido-aire cuando la profundidad
es la profundidad de máxima dosis (d = dm ).
P SF = T AR(dm , Wm ) =
D(dm , Wm )
D(Wm )
(4)
Problemas
1. En un servicio hospitalario de radioterapia se compró una bomba de cobalto y se midió
3 meses atrás la tasa de dosis en aire a 80 cm de la fuente y un campo de 10 x 10
cm dando un valor de 200 cGy/min. El día de la fecha se realizan un conjunto de
mediciones en aire y en agua (mediante un fantoma de agua). Calcular los valores que
se obtienen para los siguientes casos:
a ) Se sumerge la cámara a 0,5 cm de profundidad en agua a una distancia fuente supercie de
b)
c)
d)
e)
79,5 cm
Se sumerge la cámara a 5 cm de profundidad en agua a una distancia fuente supercie de 80
cm.
Se sumerge la cámara a 5 cm de profundidad en agua a una distancia fuente cámara de 80 cm.
Se mide la dosis en aire a una distancia de 90 cm de la fuente para un tamaño de campo de
10 x 10 cm.
Se mide la dosis en aire a 80 cm de la fuente interponiendo una cuña de 3 mm de espesor.
2. Se utiliza un equipo de radioterapia convencional para tratar una lesión centrada en
C con dos campos opuestos paralelos e iguales que entregan la misma dosis a centro
(gura 4). La dosis total que se desea entregar es de 40 Gy a razón de 2 Gy diarios. El
equipo tiene un rendimiento de 95 cGy/min en aire al día de la fecha para una tensión
de 225kV, corriente de 15mA, ltro de Cu de 1mm, HVL de 1 mm Cu y distancia de
50 cm.
a ) ¾Cuál será el número de aplicaciones y el tiempo por aplicación para cada campo si se irradia
al paciente con un DFS de 50 cm y un campo de 14 x 10 cm?
b ) ¾Cuál es la dosis piel a la entrada de cada campo?
Figura 3: Relación Tejido Aire (TAR)
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3. La lesión con centro en T se trata con un equipo de Co-60 y dos campos opuestos de 10
x 10 cm a una distancia de la fuente de 60 cm (gura 4). La dosis total en T debe ser
de 50 Gy y la dosis diaria de 180 cGy, aplicando los dos campos por día. Cada campo
entrega una misma dosis en T. La tasa de dosis que entregaba la bomba de Cobalto
en supercie era de 116,82 cGy/min en mayo de 2000 para una DFS de 60 cm y un
tamaño de campo de 10 x 10 cm.
a ) Calcular el número de aplicaciones.
b ) Calcular el tiempo por aplicación para cada campo para las condiciones de irradiación antes
mencionadas.
c ) ¾Cuál es la dosis total que recibe la piel durante el tratamiento a la entrada de cada campo?
4. En un tratamiento con rayos X de baja energía se quiere irradiar una lesión centrada
en el punto T. Para ello se utiliza inicialmente la aplicación de dos campos anteroposteriores paralelos y opuestos. La dosis máxima que puede recibir la piel es de 45
Gy durante todo el tratamiento y la dosis diaria en T se especica de 150 cGy. Las
condiciones de trabajo del equipo son: 225 KV, corriente de 10 mA, ltro de Cu de 1,5
mm, distancia de 50 cm y HVL de 2 mm de Cu. El rendimiento en aire era de 118,7
R/min 9 meses atrás. El tamaño del campo es C1 = C2 = 9 x 6 cm.
a ) Calcular el número de aplicaciones y el tiempo por aplicación para cada campo, considerando
que cada campo entrega una misma dosis a T.
b ) Cuál será la dosis total en T si se completa el tratamiento con un tercer campo lateral de 8 x
4 cm a 30 cm de distancia fuente supercie, con un CHR de 2 mm de Al y una dosis piel total
de 1500 cGy
5. Se pretende irradiar el punto T (gura ) con campos antero-posteriores opuestos y
paralelos. Se utiliza una unidad de Co-60 y se entrega diariamente 2 Gy por los dos
campos. La médula se encuentra a 5cm de profundidad del campo posterior, y no debe
recibir más de 40 Gy durante todo el tratamiento. La relación de dosis que entregan
los campos antero-posterior es de 1,8. El equipo tenía un rendimiento de 185,5 R/min
un año atrás a una distancia de 80 cm de la fuente y para tamaño de campo de 11cm
x 9cm. El diámetro antero-posterior del paciente es de 20cm.
a ) ¾Cuál sería el rendimiento del equipo en aire a 90cm?
b ) Calcule el número de aplicaciones y el tiempo por aplicación para cada campo si se trabaja a
una DFS de 80 cm.
c ) ¾Cuál es la dosis que recibirá la piel a la entrada de cada campo?
6. Se utiliza un equipo de radioterapia convencional para irradiar el punto T mediante
la aplicación de 3 campos como se muestra en la gura . Para los campos C1 y C2 las
condiciones de trabajo son: 90kV, ltro de aluminio de 1,5 mm, corriente de 20mA,
DFS de 30cm, CHR de 2 mm de Al, tamaño de campo de 9cm x 6cm y un rendimiento
en aire de 112 R/min. Para el campo C3 se trabaja con una DFS de 50cm, CHR de
1,5mm de Cu, tamaño de campo de 15cm x 10cm y un rendimiento en supercie de
98,7 R/min. La dosis dada en supercie para los campos C1 y C2 es de 30 Gy y la
dosis requerida en T es de 120 cGy, aplicando 1 campo por día.
a ) ¾Cuál será el número de aplicaciones y el tiempo de aplicación de cada campo si se desea
entregar una dosis total a T de 50 Gy, aplicando primero los campos 1 y 2 en simultaneo y
completando la dosis restante con el campo 3?
b ) Calcule la dosis piel a la entrada del campo C3.
7. Se desea tratar un tumor con un equipo de Co-60 (gura ) cuyo rendimiento a 75 cm
en aire era de 137,8 R/min hace 9 meses. Para ello se aplican dos campos de 7cm x
15cm con una interposición de cuñas de plomo de 2 mm de espesor. El tratamiento
consiste en la aplicación de una dosis total de 40 Gy, fraccionado a razón de 180 cGy
diarios, siendo la distancia de la fuente a T de 75 cm. Se aplican ambos campos el
mismo día entregando la misma dosis al tumor.
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a ) ¾Cuántos días durará el tratamiento?
b ) ¾Cuál será el tiempo de aplicación y la distancia fuente supercie para cada campo?
8. Se pretende irradiar el punto T con un equipo de Co-60 y dos campos oblicuos de
35cm x 7cm. Se entrega una dosis total de 60 Gy a razón de 1,8 Gy por aplicación y se
utilizan cuñas de 40 grados con espesor de cuña de 4 mm (gura ). El rendimiento del
equipo en aire a 65 cm (isocentro) era de 185,5 cGy/min hace un año atrás. Se ubica
el punto T en el isocentro del equipo.
a ) Calcule el número de aplicaciones y el tiempo por aplicación para cada campo si ambos se
aplican el mismo día y C1 entrega las 3/5 partes de la dosis total al tumor.
b ) ¾Cuál es la distancia fuente supercie a la entrada de cada campo?
Figura 4: Ejercicios 2, 3 y 4
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