PROTECCI

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PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA

• Parte 5
• Radioterapia por Haz Externo
• Conferencia 2 (cont.) Equipos. Diseño para la
  seguridad

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3. Aceleradores lineales médicos

• Abreviat. linac
• La mayoría de los pacientes de radioterapia son
  tratados con "linacs"
• Varios fabricantes

Cortesía de Siemens
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Comparación de porciento de dosis en profundidad
para fotones

• FOTONES

• ELECTRONES

Haces de linacs
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Diferentes diseños
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Problema requieren gt electrones de 4MeV

• No es posible lograr esto de manera convencional,
  con el empleo de una diferencia de potencial
• Los electrones son acelerados con el empleo de
  microondas

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Esquema de un linac
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Aceleradores de electrones

• Guía de onda corta de 6 MV

Sin imán de inflexión
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Aceleradores de electrones

• Guía de onda larga de 18 MV

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Aceleradores de electrones

• Guías de ondas para acelerar electrones con el
  empleo de microondas

Guía de onda corta fija
Paquetes para la aceleración inicial de los
electrones
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Aceleradores de electrones

• Inflexiones del haz de electrones

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Cabezal de tratamiento
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Aceleradores de electrones

• La exposición a la radiación se controla por dos
  sistemas de cámaras de ionización independientes
  para transmisión integrada
• Uno de ellos se designa como sistema primario y
  debe terminar la exposición al número correcto de
  unidades monitoras
• Ellos también manejan el haz por medio de un lazo
  de retroalimentación

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Monitor de diseño cámara de ionización

• Dos cámaras independientes - verificación
  redundante de la dosis administrada
• Cada cámara es segmentada - permite la
  retroalimentación para aplanamiento y simetría

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Aceleradores de electrones

• El otro sistema se denomina sistema secundario y
  generalmente su función es terminar la exposición
  después de unos 0.4 Gy adicionales
• La mayoría de los aceleradores modernos también
  tiene un temporizador que terminará la exposición
  si ambos sistemas de cámara de ionización fallan

Defensa en profundidad en operación!!!
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Aceleradores de electrones

• Los aceleradores modernos tienen muchas opciones
  de tratamiento, por ejemplo
• Con rayos X o electrones (modo dual)
• Múltiples energías
• 2 energías de rayos X
• 5 o más energías de electrones

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Aceleradores de electrones

• Complejidad del cabezal para lidiar con múltiples
  energías y modalidades
• Diferentes filtros de aplanamiento y láminas de
  dispersión en un 'carrusel'
• Cámaras monitoras
• Colimadores

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Aceleradores de electrones

• Los colimadores de rayos X pueden ser (1)
• Rectangulares (convencionales)
• La transmisión a través de los colimadores debe
  ser menor del 2 del haz primario (abierto)

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Aceleradores de electrones

• Los colimadores de rayos X pueden ser (2)
• Colimadores Multi-Láminas (MLC)
• La transmisión a través de los colimadores debe
  ser menor del 2 del haz primario (abierto)
• La transmisión entre las láminas se debe
  verificar para garantizar que sea menor que la
  especificación del fabricante

MLC Siemens
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Aceleradores de electrones

• Aplicadores de electrones éstos pueden ser
• De lados abiertos en el caso de los aplicadores
  modernos que emplean láminas de dispersión dobles
  o haces escaneados
• Encerrados en el caso de los aceleradores viejos
  que emplean láminas de dispersión sencillas
• Ambos tipos han de ser verificados
  respecto a fugas
• Adyacentes al haz abierto
• En los laterales de los aplicadores

Cono de electrones de lados abiertos Varian
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Accesorios importantes

• Cuñas
• Cuñas dinámicas
• Bloques
• Colimador Multiláminas (MLC)
• Imagen Electrónica Portal (EPID)

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Aceleradores de electrones

• Cuñas
• 3 o más cuñas fijas
• Auto-cuña
• Cuña dinámica
• Modifican la distribución de dosis

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Aceleradores de electrones

• Cuña dinámica

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Cuñas

• Accesorio estándar en el tratamiento
• Se requiere por ej. en el tratamiento de mama, de
  cabeza y de cuello
• La cuña dinámica resulta más popular porque
• No pesa
• Es posible cualquier ángulo de la cuña
• Pero difícil poner en servicio

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Aceleradores de electrones

• Colimador asimétrico

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Aceleradores de electrones

• Colimadores asimétricos
• Lecturas en el brazo del linac

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Colimador Multi-Láminas (MLC)

• Utilizado para definir cualquier configuración de
  campo para los haces de radiación
• Múltiples variantes del tema
• Diversos anchos de láminas (1cm a 0.4cm)
• Reemplaza colimadores o adicional a colimadores
  normales

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MLC instalado en Linac
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MLC

• La calidad de la definición del campo depende del
  ancho de las láminas
• Siempre existe algo de fuga entre láminas
• Por lo general la transmisión a través del MLC es
  mayor que a través de un colimador normal

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Colimador Multi-Láminas (MLC)
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MLC dinámico

• El concepto es similar al de la cuña dinámica
• Cuando el MLC se mueve durante el tratamiento
  diferentes partes del campo son blindadas lo que
  hace que se entreguen diferentes niveles
  generales de radiación en diferentes partes del
  haz radioterapia modulada por intensidad

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Modulación por intensidad
MLC patrón 1
MLC patrón 2

• Se logra empleando un colimador multi-láminas
  (MLC)
• La configuración del campo se modifica paso a
  paso o dinámicamente mientras se administra la
  dosis

MLC patrón 3
Mapa de intensidad
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Dos enfoques de la IMRT

• Múltiples campos individuales, cada uno de ellos
  de intensidad modulada en dos dimensiones

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Dos enfoques de la IMRT

• Rotación continua de un haz ventilador
  unidimensional que consiste en muchos haces
  menores que pueden ser encendidos o
  apagados

Tomoterapia
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Componentes de la tomoterapia helicoidal
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Comentarios sobre la IMRT

• La distribución de dosis mejor posible con
  fotones
• Ningún eslabón intuitivo entre la configuración
  del MLC, las unidades monitor y la distribución
  de dosis administrada
• Imposible sin computadoras en el diagnóstico, la
  planificación y la administración
• Retos de QA

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Imagen electrónica portal

• Dispositivo para imágenes en el lado de la salida
  del haz del paciente para registrar el campo de
  tratamiento
• Permite verificar que el campo fue administrado a
  la ubicación correcta en el paciente
• Se dispone de muchos sistemas diferentes...

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Dispositivos de imagen electrónica portal en la
práctica
38
Imagen electrónica portal
Comparación de imágenes de simulador y portal
(la derecha)
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Haces de electrones

• No se requiere blanco
• Se emplea lámina de dispersión para obtener un
  haz más grande - la alternativa sería escanear el
  haz de lapicero con el empleo de campos
  electromagnéticos
• Se requiere aplicador para obtener buena
  delineación del campo sobre el paciente

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Aplicador de electrones en un acelerador lineal
moderno Varian
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Aplicadores de electrones

• Pueden ser
• De laterales abiertos en los aceleradores
  modernos con el empleo de láminas de dispersión
  dobles o haces escaneados
• Encerrados, en los aceleradores viejos y con
  empleo de láminas de dispersión sencillas
• Han de ser verificados respecto a fugas
• Adyacentes al haz abierto
• A los laterales de los aplicadores

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Modelo de un aplicador de electrones para
cálculos Monte Carlo
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Aceleradores de electrones

• Con tal número elevado de posibles
  configuraciones es esencial que se provean
  enclavamientos para evitar que se seleccionen
  combinaciones inapropiadas
• También es esencial que el panel de control
  proporcione unaindicación clara de quéfunciones
  han sidoestablecidas

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Aceleradores de electrones

• Sistema de mando complejo
• Dependencia de las computadoras

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Pantallas de operación del Varian Clinac

• Modo clínico

• Modo de servicio

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Aceleradores de electrones

• Sistemas de verificación
• Todos los fabricantes de aceleradores en la
  actualidad producen sistemas de verificación
  controlados por computadora los cuales
  proporcionan una comprobación adicional de que la
  configuración en la consola del acelerador esta
  correcta para
• El funcionamiento apropiado del equipo y
• Se corresponden exactamente con los parámetros
  determinados para cada paciente durante el
  proceso de planificación del tratamiento

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Aceleradores de electrones

• Fugas por el cabezal
• La tasa de Kerma en Aire (AKR) a causa de la
  radiación de fuga en cualquier punto fuera del
  haz útil máximo, pero dentro de un área plana
  circular de radio 2 metros centrada en, y
  perpendicular a el eje central del haz a la
  distancia normal de tratamiento no ha de exceder
  0.2 de AKR en el eje central del haz abierto. La
  medición debería ser realizada con el empleo de
  un grueso bloque de blindaje cubriendo el haz
  abierto

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Aceleradores de electrones

• Fugas por el cabezal
• Excepto en el área definida en la diapositiva
  anterior la Tasa de Kerma en Aire debido a la
  radiación de fuga (excluyendo neutrones) en
  cualquier punto a 1 metro de la trayectoria de
  los electrones entre el origen de éstos y el
  blanco, o ventana de electrones no ha de exceder
  0.5

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Aceleradores de electrones

• Neutrones
• Éstos constituirán un problema solo si la energía
  de los rayos X es igual a, o mayor que, 15 MV
• Los aspectos que resulta necesario considerar
  ante la presencia de neutrones incluyen
• Activación de los neutrones
• Problemas del blindaje