PRINCIPIOS FSICOS DE LA RADIOTERAPIA Diana B Feld

PRINCIPIOS FÍSICOS DE LA RADIOTERAPIA Diana B. Feld Comisión Nacional de Energía Atómica Buenos Aires, Argentina Elke Pastor Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas Lima, Perú Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 1 2008 -10

PRINCIPIOS FÍSICOS BÁSICOS La terapia radiante es una herramienta poderosa y a la vez peligrosa para el tratamiento de enfermedades neoplásicas si no se conoce con precisión la cantidad y distribución de la radiación administrada al paciente. Definir las cantidades físicas, las unidades en las que se mide esas cantidades y la forma en que la radiación interactúa con el medio es importante para una mejor comprensión de esta disciplina, y para lograr la precisión requerida en la misma. Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 2 2008 -10

UNIDADES Y CANTIDADES ESPECIALES Muy utilizadas en radiología y radioterapia el caso particular del trabajo de 1 electrón el electrón adquiere una cantidad de energía al atravesar un campo eléctrico : energía adquirida= Q ·V carga de 1 electrón (e) = 1, 602 x 10 -19 C 1 volt Definimos e. V como la energía adquirida por el e- al atravesar un campo eléctrico de 1 V 1 electrón-volt (e. V) = e x 1 V = 1, 602 x 10 -19 C x 1 V = 1, 602 x 10 -19 J. 1 Me. V = 1, 602 x 10 -13 J. Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 3 2008 -10

CANTIDADES VINCULADAS AL HAZ DE RADIACION fluencia o flujo de partículas = Nº partículas / área a = área perpendicular al eje del haz a fluencia o flujo de energía = energía / área (para haces monoenergéticos de energía = h. ) tasa de fluencia = Nº de fotones / área / tiempo tasa de fluencia de energía = energía / área / tiempo Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 4 2008 -10

MAGNITUDES Y UNIDADES RADIOLOGICAS CANTIDAD Dosis absorbida (D) Kerma (K) = energía absorbida de la radiación ionizante por unidad de masa = energía transferida por la radiación indirectamente ionizante a partículas cargadas por unidad de masa Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia UNIDAD gray (Gy) 1 Gy=1 J/Kg gray (Gy) Diana B. Feld Elke Pastor 5 2008 -10

Magnitudes y Unidades Radiológicas CANTIDAD Exposición (X) Actividad (A) = carga liberada por la radiación ionizante por unidad de masa de aire. = número de desintegraciones por unidad de tiempo UNIDAD C. kg-1 * becquerel (Bq) 1 Bq=1 s-1 ** * La actual unidad reemplaza al Röentgen (R) 1 R = 2, 58 x 10 -4 C/kg ** La actual unidad reemplaza al Curie (Ci) 1 Ci = 3, 7 x 1010 Bq Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 6 2008 -10

ESTRUCTURA ATÓMICA CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA ÁTOMO DE RUTHERFORD-BOHR Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 7 2008 -10

Núcleo Electrón (e-) N P P Protones (carga eléctrica += e) N Neutrones (carga eléctrica=0) Radio del núcleo 10 -14 m Radio de electrones orbitales 10 -10 m Átomo neutro: Z= Número de electrones orbitales = Número de Protones en el núcleo (número atómico). El electrón no pierde energía en su movimiento circular dentro de una misma órbita Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 8 2008 -10

NIVELES DE ENERGÍA DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENO Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 9 2008 -10

ISÓTOPOS: átomos compuestos por núcleos con el mismo número de protones y distinto número de neutrones e- e- N P+ N+ P RADIOISÓTOPOS: isótopos inestables que decaen a núcleos más estables emitiendo radiación RADIACTIVIDAD Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 10 2008 -10

CUANTIFICACIÓN DE LA RADIACTIVIDAD Actividad (A) de una cantidad de un radionucleido es: [s-1] = Bq d. N es el número de desintegraciones producidas en el intervalo dt Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 11 2008 -10

La velocidad con la que se desintegra un núcleo radiactivo está relacionada con la constante de semidesintegración ( ): probabilidad de desintegración propia de cada nucleido A/A 0 La actividad sigue una ley de atenuación exponencial A = A 0. e – t 1 Período de semidesintegración (T 1/2): tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los núcleos radiactivos 0, 5 Si t = T 1/2 A = A 0/2 . T 1/2 = ln 2 = 0, 693 T 1/2 t Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 12 2008 -10

DISTINTOS MODOS DE DECAIMIENTO RADIACTIVO PRODUCEN DISTINTOS TIPOS DE EMISIÓN partícula alfa ( ) característica 2 protones + 2 neutrones pesada y carga + beta+ ( +) beta- ( -) gamma ( ) electrón (carga -) positrón (carga+) livianas neutrón (n) neutrón fotón, radiación electromagnética pesada sin carga Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 13 2008 -10

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INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN CON EL MEDIO Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 15 2008 -10

ATENUACIÓN DE UN HAZ DE FOTONES LA INTENSIDAD DEL HAZ SIGUE UNA LEY DE ATENUACIÓN EXPONENCIAL Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 16 2008 -10

ATENUACIÓN EXPONENCIAL I I 0 1 Radiación X, Gamma y Neutrones Radiación transmitida Radiación incidente x [cm-1] = coeficiente de atenuación 0, 5 = (medio, energía) es la probabilidad de interacción por unidad de recorrido de la partícula incidente HVL x Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia HVL = hemivalor Diana B. Feld Elke Pastor 17 2008 -10

VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE ATENUACIÓN CON EL MEDIO Y LA ENERGÍA Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 18 2008 -10

I I 0 Hemivalor (HVL): espesor necesario para que se atenúe la mitad de la intensidad incidente I 0 Si x = HVL I = I 0/2 . HVL = ln 2 = 0, 693 1 I = I 0. e – 0, 693 x / HVL / [cm 2/g] = coeficiente másico de atenuación (menos dependiente de composición del medio) 0, 5 x. [g/cm 2] = espesor másico HVL x Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 19 2008 -10

INTERACCIÓN DE UN HAZ DE FOTONES CON EL MEDIO RADIACIÓN INDIRECTAMENTE IONIZANTE Efecto fotoeléctrico Efecto Compton Formación de pares Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 20 2008 -10

EFECTO FOTOELÉCTRICO fotón incidente átomo ionizado fotoelectrón Ecinét (e-) = einc - eligadura electrón en capa K radiación característica Para tejido blando lig es despreciable Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 21 2008 -10

EFECTO FOTOELÉCTRICO fotón incidente átomo excitado N El efecto fotoeléctrico está siempre acompañado de radiación X característica, con valores definidos para cada valor de Z Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 22 2008 -10

EFECTO COMPTON fotón incidente Ecinét (e-) = einc – efotón dispersado N electrón fotón dispersado incid ↑ radiación secundaria de energía variable incid ↓ Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia e- se lleva casi toda la energía g se lleva casi toda la energía Diana B. Feld Elke Pastor 23 2008 -10

PRODUCCIÓN DE PARES electrón-positrón fotón incidente con e 1, 02 Me. V + = 0, 511 Me. V e+ N e = 0, 511 Me. V SIEMPRE radiación secundaria de 0, 511 Me. V e- Ecinét (e-) = einc – Epositrón – 1, 02 Me. V Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 24 2008 -10

PROBABILIDAD DE INTERACCIÓN dependencia con el medio y la energía Efecto fotoelétrico Efecto Compton Producción de pares ▲ Z 4 ▲ e-3 Poca variación con Z ▲ Z 2 ▲ Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 25 2008 -10

PROBABILIDAD DE INTERACCIÓN dependencia con el medio y la energía Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 25 2008 -10

Efecto fotoeléctrico Predomina p/ e < 50 ke. V hueso absorbe 6 veces más que tejido blando Efecto Compton Predomina para 200 ke. V <e<2 Me. V; hueso y tejido blando absorben la misma cantidad de energía Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Producción de pares Predomina para 50 Me. V <e<100 Me. V; hueso absorbe 2 veces lo que absorbe tejido blando Diana B. Feld Elke Pastor 26 2008 -10

VARIACIÓN DEL COEFICIENTE DE ATENUACIÓN CON EL MEDIO Y LA ENERGÍA Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 27 2008 -10

COMPONENTES DEL COEFICIENTE MASICO DE ATENUACIÓN Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 27 2008 -10

COEFICIENTE MÁSICO DE ATENUACIÓN PARA DIFERENTES MATERIALES Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 28 2008 -10

RADIACIÓN DIRECTAMENTE IONIZANTE ELECTRONES ►► PARTÍCULAS CARGADAS INTERACCIONES COULOMBIANAS electrones orbitales núcleos atómicos • pierden energía cinética (por colisión o radiación) • cambian de dirección (desviación → scattering) ¿Cómo es la colisión atómica? Elástica: desvío sin pérdida de EC Inélastica con e-: desvío y pérdida de EC Inélastica con N+: desvío, pérdida y radiación de frenado (bremsstrahlung) Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 29 2008 -10

PROCESOS DE INTERACCIÓN DE ELECTRONES CON EL MEDIO Interacción con e- orbitales EC electrón núcleo EC = energía cinética del e- IONIZACIÓN Interacción con el núcleo RX característico EXCITACIÓN RX continuo RADIACIÓN DE FRENAMIENTO (BREMSSTRAHLUNG) Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 30 2008 -10

b ¿cuánta EC pierden? a parámetro de impacto, poder de frenado Si b » a (lejos) interacción “suave” pierde poca energía Si b a interacción importante, pierde hasta el 50 % de su energía Si b « a interacción con el núcleo y pierde energía por radiación, entre 0 y EC Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 31 2008 -10

CANTIDADES BÁSICAS y UNIDADES en el Sistema Internacional (SI): • masa (m) kilogramo (Kg) • longitud (l) metro (m) • tiempo (t) segundo (s) • corriente eléctrica (I) ampère (A) CANTIDADES DERIVADAS y UNIDADES en el Sistema Internacional (SI): • velocidad (v) = m. s-1 • aceleración (a) = v/ t m. s-2 • fuerza (F) = m. a Newton (N) 1 N = 1 kg. m. s-2 • energía (o trabajo) (E) = F. l joule (J) 1 J=1 N. m • Potencia (P) = E/t watt (W) 1 W=1 J/s • Frecuencia (f, ) número/t 1 Hz=1 s-1 Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 32 2008 -10

CANTIDADES ELÉCTRICAS y UNIDADES en el Sistema Internacional (SI): • Carga (Q) = I. t coulomb (C) 1 C=1 A. s • (Dif. de) potencial (V) = E/Q volt (V) 1 V=1 J/C • Capacidad (C)=Q/V faradio (F) 1 F=1 C/V • Resistencia (R)=V/I ohm ( ) 1 1 V/A Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 33 2008 -10

¿Cuánta EC pierden? ► parámetro de impacto, poder de frenado=STOPPING POWER b dirección del electrón incidente a Si b » a (lejos) interacción “suave” pierde poca energía Si b a interacción importante, pierde hasta el 50 % de su energía Si b « a interacción con el núcleo y pierde energía por radiación, entre 0 y EC Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 34 2008 -10

RX de energías ▼ fotones de radionucleídos RX de energías ▲ HAZ DE FOTONES INGRESA AL SISTEMA BIOLÓGICO INTERACCIÓN PRIMARIA CON UN ELECTRÓN La radiación electromagnética ingresa al sistema biológico interacción primaria con un electrón fotón dispersado radiación de frenamiento Se repiten los procesos (A) y (B) (A) electrón de alta velocidad que resulta en energía absorbida ionización, excitación, rompimiento de ligaduras moleculares, producción de calor (B) física cambios químicos (C) química daño biológico (D) biología Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 35 2008 -10

Cuantificación de efectos radiantes ► DOSIMETRÍA Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 36 2008 -10

inc TRANSFERENCIA DE ENERGÍA DEL HAZ DE FOTONES AL MEDIO EN 2 electrón ETAPAS dispers ~~~~~ - Y energía del fotón + - + e = h + RX, frenamiento El fotón incidente transfiere energía a ► se absorbe energía a lo largo de la trayectoria Y ► parte se emite por RX de frenamiento v etransf = einc – edispers v eabs = etransf – RX frenamiento Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 37 2008 -10

Energía transferida y energía absorbida en función de la energía de fotones incidentes Energía del fotón inc (Me. V) Energía media transferida transf (Me. V) Energía media absorbida abs (Me. V) ▼ probabilidad de RX de frenamiento Medio: tejido acuoso Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 38 2008 -10

KERMA Y DOSIS Unidad: Gray [Gy] KERMA ▼ transferencia de energía a partículas cargadas DOSIS ▼ absorción de energía en un elemento de volumen K=Y. probabilidad de transf/masa Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 39 2008 -10

Ktotal = K col + K rad inc ~~~~~ - + - + RX frenamiento La fracción de energía que se pierde por radiación de frenamiento está representada por un factor denominado fracción radiativa (g) ▼ Kcol = Ktotal (1 – g) Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 40 2008 -10

EQUILIBRIO DE PARTÍCULAS CARGADAS einc EC 2 + - SI + - + - + - EC 1 EC 3 EC 2 = EC 1 + EC 3 ► EQUILIBRIO ELECTRÓNICO ¿DÓNDE NO HAY EQ. ELECTRÓNICO? Ø cerca de la superficie de separación medio-aire Ø cerca del borde del haz (eq. electrónico lateral) Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 41 2008 -10

K Equilibrio de partículas secundarias D Haz sin atenuación en función de la profundidad Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor Z 42 2008 -10

EXPOSICIÓN Es una medida de la habilidad del haz para ionizar el aire. Definida sólo para fotones y para aire. + X=J. e Kcol = J’. W + - + - + - ejemplo: Q = es la carga total de los 6 iones de un signo (+ o -) + + + - - - + - J: Nº de pares de iones /masa, dentro y fuera de Dm puestos en movimiento por g J’: Nº total de pares de iones/masa, dentro de Dm E = carga del electrón W=energía necesaria para formar un par de iones en aire SI HAY EQ. EL. J=J’ ► Kcol = X. (W/e)aire = Ktot (1 - g) Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 43 2008 -10

A distancia VARIACIÓN DE X CON d [C/kg. h o R/h] tiempo es la constante específica de radiación gamma, numéricamente igual a la tasa de X para 1 Ci de actividad a 1 m de distancia Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 44 2008 -10

LEY DEL CUADRADO DE LA DISTANCIA (inversa) Exposición, Kerma en aire y Dosis en aire son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia a b Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 45 2008 -10 47

DOSIS Y FLUENCIA PARA HACES DE ELECTRONES (directamente ionizantes) Dmedio = fluencia de electrones. (pérdida energía/masa) Dmedio = . (Scol/ )medio Scol es el poder másico de frenamiento para una determinada energía de electrones ► pérdida de energía por unidad de recorrido de la partícula Si se conoce la dosis en aire ► Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 46 2008 -10

PENETRACIÓN DE LOS FOTONES EN UN PACIENTE O MANIQUÍ PROPAGACIÓN DEL HAZ DE FOTONES EN UN MEDIO LEY INVERSA DEL CUADRADO DE LA DISTANCIA ATENUACIÓN DISPERSIÓN Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 47 2008 -10

CANTIDADES RELATIVAS PARA LA OBTENCIÓN DE LA DOSIS EN PROFUNDIDAD EN AGUA RENDIMIENTO EN PROFUNDIDAD (PDD) Distancia Fuente-Superficie DFS = F RELACIÓN-TEJIDO-AIRE (RTA o TAR) no apta para altas energías (> 2 Me. V) Distancia Fuente-Cámara = F F L z=zmáx z x es la dosis aportada por el haz primario DFS constante, tamaño de campo L definido en superficie DF Cámara constante, tamaño de campo L definido en la posición de la cámara Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 48 2008 -10

MÁS CANTIDADES RELATIVAS (útiles para altas energías) relación-tejido-fantoma (TPR) relación-tejido-Zmáx (TMR) F = constante F Zref F Z P DFuente-punto = constante, Zref 5 o 10 cm Zmáx P DFuente-punto = constante, Zref = Zmáx Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 49 2008 -10

PDD para haces de fotones, dependencia con la energía y la profundidad La profundidad para la cual se alcanza el eq. electr. (Zmáx) es el alcance máximo de los e- más energéticos, el cual aumenta con la energía Energía en Me. V Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 50 2008 -10 52

PDD PARA HACES DE ELECTRONES R 90: rango terapéutico Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 51 2008 -10

PDD: HACES DE ELECTRONES Y FOTONES 100 90 DFS = 100 cm 10 Me. V 8 Me. V 10 x 10 Dosis (%) 80 50 10 0 1 2 electrones 3 4 5 Profundidad en agua (cm) fotones LA DOSIS EN SUPERFICIE aumenta con la energía disminuye con la energía Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 52 2008 -10

PDD profundidad (cm) Curvas de PDD para campos opuestos y paralelos de fotones normalizadas a línea media para un diámetro de paciente = 25 cm, campo 10 cm x 10 cm, DFS = 100 cm Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 53 2008 -10

¿TASA DE DOSIS EN EL EJE A LA PROFUNDIDAD Z? Técnica isocéntrica L = tamaño de campo en isocentro Dato de calibración Cantidad relativa Tasa de dosis debida al haz primario TAR Tasa de dosis a Zmáx TMR Tasa de dosis a Zref TPR Tasa de dosis Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 54 2008 -10

¿TASA DE DOSIS EN EL EJE A LA PROFUNDIDAD Z? L = tamaño de campo en superficie Técnica a DFS fija Tasa de dosis a DFS fija, Zmáx PDD Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 55 2008 -10

DISTRIBUCIONES DE DOSIS EN PLANOS PERPENDICULARES AL EJE DEL HAZ ▼ CURVAS DE ISODOSIS ▼ La distribución depende de v calidad del haz (energía) v diámetro de la fuente v tamaño de campo v DFS y DFcolimador v sistema de colimación v accesorios (cuñas, bloques conformadores) Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 56 2008 -10

TAMAÑO DE CAMPO RADIANTE (L) INTERSECCIÓN DE LA CURVA DE ISODOSIS DEL 50 % CON DF S L 100 % 50 % DFS fija ISOCENTRO la superficie del fantoma o paciente el plano del isocentro Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 57 2008 -10

CURVAS DE ISODOSIS PARA HACES DE FOTONES DE Co-60 100 a) DFS = 80 cm b) Isocentro a 100 cm Campo 10 cm x 10 cm en superficie Campo 10 cm x 10 cm en isocentro Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 58 2008 -10

CURVAS DE ISODOSIS PARA HACES DE ELECTRONES DE 8 Me. V ☼ profundidad Distancia desde el eje del haz La forma de hongo para las curvas de valores ~ < 20% se debe a la rápida dispersión de los electrones al disminuir la energía Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 59 2008 -10

El análisis de la distribución de dosis en profundidad y en planos transversales al eje del haz, así como la inclusión de tejidos de distinta densidad, son la base del estudio de la planificación y cálculo de tratamientos radiantes simples y complejos Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 60 2008 -10

BIBLIOGRAFÍA Ø ATTIX, F. H. , ROESCH, W. C. , TOCHILIN, E. , Radiation Dosimetry, Academic Press, New York (1968) Ø JOHNS, H. E. , CUNNINGHAM, J. R. , Physics of Radiology, Thomas, Springfield, IL (1983). Ø ATTIX, F. H. , Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry, Wiley, New York (1986). Ø EVANS, R. D. , The Atomic Nucleus, Mc. Graw-Hill, New York (1995). Ø JAYARAMAN, S. , LANZL, L. H. , Clinical Radiotherapy Physics, CRC Press, Boca Raton, FL (1996) Ø METCALFE, P. , TOMAS, K. , HOBAN, P. , The Physics of Radiotherapy X-Rays from Linear Accelerators, Medical Physics Publishing, Madison, Wisconsin (1997) Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 61 2008 -10

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BIBLIOGRAFÍA Ø ICRU (International Commission on Radiation Units and Measurements), Report 33: Radiation Quantities and Units, ICRU, Bethesda, MD, 1980 Ø ICRU, Report 35: Radiation Dosimetry; Electrón Beams With Energies Between 1 and 50 Me. V, ICRU, Bethesda, MD, 1984 b Ø ICRU, Report 37: Stopping Powers for Electrons and Positrons, ICRU, Bethesda, MD, 1993 Ø ICRU, Report 49: Stopping Powers for Electrons and Positrons, ICRU, Bethesda, MD, 1993. Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA 6/058 Tema 2 : Principios Físicos de la Radioterapia Diana B. Feld Elke Pastor 63 2008 -10