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CEFA 2007 UTI III: NEOPLASIAS
RADIOTERAPIA GENERALIDADES; BASES FÍSICAS, BIOLÓGICAS Y CLÍNICAS Prof. Agr. Dr. Pedro KASDORF
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
DEFINICIÓN TRATAMIENTO MEDIANTE RADIACIONES IONIZANTES DE AFECCIONES BENIGNAS Y MALIGNAS
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
AFECCIONES BENIGNAS: ADENOMAS HIPOFISARIOS TUMORES BENIGNOS DEL SNC PROCESOS CICATRIZALES: QUELOIDES Y RESTENOSIS VASCULARES PROCESOS INFLAMATORIOS ARTICULARES Y ÓSEOS
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
DESCRIPCIÓN DE LA RT ACCIÓN FÍSICA DE LAS RADIACIONES de depósito de energía en los tejidos QUE PRODUCE TRANSFORMACIONES FÍSICO-QUÍMICAS a nivel atómico-molecular QUE LLEVAN A UN EFECTO BIOLÓGICO a nivel celular
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
IRRADIACIÓN FÍSICA – ABSORCIÓN ENERGÍA QUÍMICA – IONIZACIÓN ACCIÓN BIOLÓGICA
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
RT - UNA DE LAS CINCO MODALIDADES TERAPÉUTICAS EN ONCOLOGÍA LAS OTRAS - CIRUGÍA, QT, HT, BT ACCIÓN ESENCIALMENTE LOCAL O LOCOREGIONAL
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
SE INICIÓ EN 1897 MILAGROSA (¿?) POCO CONOCIDA, INCLUSO EN EL AMBIENTE MÉDICO ENTRE EL 60 Y EL 80% DE LOS PACIENTES ONCOLÓGICOS RECIBEN RT
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
RADIACIÓN MÁS FRECUENTEMENTE UTILIZADA ELECTRONES FOTONES (RADIACIÓN ELECTRO-MAGNÉTICA
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NEOPLASIAS - RADIOTERAPIA
INTERACCIÓN DE LOS ELECTRONES CON LA MATERIA EXCITACIÓN IONIZACIÓN BREMSSTRAHLUNG
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RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA CAMPO ELÉCTRICO Y MAGNÉTICO VARIABLE ONDA SINUSAL FOTONES – PAQUETES DE ENERGÍA
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RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
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INTERACCIÓN FOTONES CON LA MATERIA EFECTO FOTOELÉCTRICO – Z3/E3 EFECTO COMPTON E FORMACIÓN DE PARES - E Z
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INTERACCIÓN FOTONES
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KERMA (Kinetic Energy Release MAtter) Representa la transferencia de energía de los fotones a las partículas directamente ionizantes Dosis absorbida es la subsiguiente transferencia de dichas partículas al medio
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UNIDADES DE DOSIS ABSORBIDA 1 Gy = 1 J / Kg 1 Gy = 100 rads (ergios/gramo) 1 cGy = 1 rad
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TIPOS DE RADIACIÓN FOTONES - de origen nuclear Co601,25 MV; Cs1370,6 MV FOTONES X - de origen orbital MV ELECTRONES MeV
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TIPOS DE RADIACIÓN FOTONES DE ABSORCIÓN PROGRESIVA PROTECCIÓN SUPERFICIAL
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TIPOS DE RADIACIÓN FOTONES LA PROTECCIÓN SUPERFICIAL SE DEBE A LA PROFUNDIDAD NECESARIA PARA OBTENER EL EQUILIBRIO ELECTRÓNICO SE RELACIONA CON LA ENERGÍA INCIDENTE Y EL RECORRIDO MÁXIMO DE LOS ELECTRONES
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FOTONES INCIDENTES PIEL ELECTRONES IMPACTADOS EQUIL. ELECT.
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FOTONES – RENDIMIENTO EN PROFUNDIDAD
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TIPOS DE RADIACIÓN ELECTRONES ABSORCIÓN RÁPIDA MENOR EFECTO PROTECTOR SUPERFICIAL PROTECCIÓN PROFUNDA
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ELECTRONES – RENDIMIENTO EN PROFUNDIDAD
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RADIACTIVIDAD 1896 – HENRI BECQUEREL ES LA RADIACIÓN EMITIDA EN FORMA ESPONTÁNEA POR SUSTANCIAS CON NÚCLEO INESTABLE
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RADIACTIVIDAD LA INESTABILIDAD PRODUCE EMISIÓN DE: a – 2 P + 2 N – NÚCLEO DE HELIO b – E Y ANTINEUTRINO O POSITRÓN Y NEUTRINO G – RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA
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ISÓTOPOS RADIACTIVOS ISÓT. E g VM CHR Co ,25 MeV 5,27 a 11 mms Cs ,66 MeV a 6 mms Ir ,39 MeV d 3 mms Ra ,83 MeV 1626 a 16 mms
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IRRADIACIÓN FÍSICA – ABSORCIÓN ENERGÍA QUÍMICA – IONIZACIÓN ACCIÓN BIOLÓGICA
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LETAL ACCIÓN LESIÓN SUBLETAL BIOLÓGICA POT. LETAL
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REPARABLE LESIÓN SUBLETAL NO VITAL POT. LETAL MUERTE RADIOBIOLÓGICA
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MUERTE RADIOBIOLÓGICA INCAPACIDAD DE MANTENER LA CAPACIDAD REPRODUCTIVA PERMANENTE
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AFECTACIÓN DEL BLANCO BIOLÓGICO POR LA RADIACIÓN EFECTO DIRECTO EFECTO INDIRECTO
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EL EFECTO INDIRECTO SE REALIZA A TRAVÉS DE LA IONIZACIÓN DEL AGUA PRODUCIÉNDOSE LOS RADICALES LIBRES
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LET TRANSFERENCIA LINEAL DE ENERGÍA ENERGÍA TRANSFERIDA POR UNIDAD DE LONGITUD
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LET Y EFECTO BIOLÓGICO BAJO LET - PREDOMINIO INDIRECTO ALTO LET - PREDOMINIO DIRECTO
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LET Y EFECTO BIOLÓGICO BAJO LET – POCAS LESIONES LETALES ALTO LET – MÁS LESIONES LETALES
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CLASIFICACIÓN POR LET LET BAJO - FOTONES Y ELECTRONES LET INTER. - NEUTRONES LET ALTO - PROTONES
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EFECTOS SOMÁTICOS Y GENÉTICOS SOMÁTICOS – CARCINOGÉNESIS, ESTERILIDAD, CATARATAS GENÉTICOS – MUTACIONES
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EFECTOS ESTOCÁSTICOS Y DETERMINÍSTICOS ESTOCÁSTICOS CARCINOGÉNESIS Y GENÉTICOS SU PROBABILIDAD AUMENTA CON LA DOSIS Y NO HAY UMBRAL DETERMINÍSTICOS FIBROSIS, CATARATAS SU INTENSIDAD AUMENTA CON LA DOSIS Y TIENEN UMBRAL
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EFECTOS EN EL EMBRIÓN Y EL FETO PRE IMPLANTACIÓN (1-10) – LEY DEL TODO O NADA ORGANOGÉNESIS (11-42) – MALFORMACIONES CRECIMIENTO (43 AL FINAL) – RETARDO DEL CRECIMIENTO DOSIS >10 cGy SON LAS QUE SE DEBEN CONSIDERAR DE RIESGO PARA EVENTUAL DECISIÓN ABORTIVA
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CURVAS DE SOBREVIDA OBTENCIÓN IRRADIACIÓN DE UNA POBLACIÓN CELULAR A DIFERENTES DOSIS MIDIENDO LA FRACCIÓN DE SV A CADA DOSIS (capacidad de formar colonias)
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MODELO LINEAR CUADRÁTICO S(D) = e-aD –bD2 S(D) – fracción cel. sobreviv. dosis D a - constante del inicio de la curva b - constante del final de la curva
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MODELO LINEAR CUADRÁTICO a/b RELACIÓN QUE DA LA DOSIS A LA CUAL LA FRACCIÓN DE SV ES IGUAL PARA LOS COMPONENTES LINEARES Y CUADRÁTICOS
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RESPUESTA DE ÓRGANOS Y TEJIDOS SENSIBILIDAD INHERENTE DE LAS CÉLULAS INDIVIDUALES CINÉTICA CELULAR
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RESPUESTA DE ÓRGANOS Y TEJIDOS TEJIDOS DE RESPUESTA AGUDA: (piel, mucosas, médula ósea) (curva de sobrevida más recta) TEJIDOS DE RESPUESTA TARDÍA: (médula espinal) (curva de sobrevida más curva)
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MODELO LINEAR CUADRÁTICO a/b RELACIÓN QUE DA LA DOSIS A LA CUAL LA FRACCIÓN DE SV ES IGUAL PARA LOS COMPONENTES LINEARES Y CUADRÁTICOS
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RESPUESTA DE ÓRGANOS Y TEJIDOS Respuesta aguda - a/b grande 10 Gy a predomina a dosis bajas Respuesta tardía - a/b pequeño Gy b influye a dosis más bajas que para los agudos
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COCIENTES a/b DE LOS ÓRGANOS REACCIONES AGUDAS PIEL YEYUNO COLON TESTÍCULO REACCIONES TARDÍAS MÉDULA ESPINAL 1,7-4,9 RIÑÓN 1,0-2,4 PULMÓN 2,0-6,3 FOWLER,J.: RADIOTHER ONCOL 1:1-22,1983
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA EFECTO OXÍGENO
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA EFECTO OXÍGENO EL O2 ACTÚA COMO FIJADOR DE LAS LESIONES NO LETALES LAS CÉLULAS SE VUELVEN HIPÓXICAS: + POR DISTANCIA DE LOS VASOS + POR OCLUSIÓN TRANSITORIA DE LOS VASOS
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA EFECTO OXÍGENO SU EFECTO ES MAYOR EN BAJO LET QUE EN ALTO LET
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EOXIGENACIÓN ES BÁSICAMENTE UN FENÓMENO A NIVEL TUMORAL Y NO DE LOS TEJIDOS NORMALES
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EPARACIÓN EL GRUESO DE LA REPARACIÓN SE PRODUCE EN LAS PRIMERAS 6 HORAS ES MAYOR EN LOS TEJIDOS DE RESPUESTA TARDÍA QUE EN LOS DE RESPUESTA AGUDA
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EPARACIÓN A BAJA TASA DE DOSIS SE PERMITE QUE SE PRODUZCA MÁS REPARACIÓN
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EPARACIÓN
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EDISTRIBUCIÓN HAY EFECTO DIFERENCIAL EN LAS DISTINTAS FASES DEL CICLO CELULAR
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EDISTRIBUCIÓN
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EDISTRIBUCIÓN LUEGO DE UNA DOSIS HAY UNA SINCRONIZACIÓN PARCIAL DE DURACIÓN RELATIVA ESTE FENÓMENO SOLO OCURRE EN POBLACIONES PROLIFERANTES
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EPOBLACIÓN Entre 30 y 40% de la población celular tumoral está en ciclo (FRACCIÓN DE CRECIMIENTO) Tpot deriva de la duración del ciclo celular y de la fracción de crecimiento El tiempo de duplicación tumoral real es mayor ya que un 70% de las células producto del ciclo celular se pierden en áreas necróticas
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LAS 4 R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R EPOBLACIÓN LOS TEJIDOS AGREDIDOS RESPONDEN EN FORMA PROLIFERATIVA LA TASA DE REPOBLACIÓN VARÍA CON EL TEJIDO Y CON EL MOMENTO
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LAS BASES DEL FRACCIONAMIENTO Regaud – 1922 Demostración experimental de la esterilización testicular fraccionando el tratamiento La radiobiología explica el efecto del fraccionamiento
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LAS BASES DEL FRACCIONAMIENTO LA DIVISIÓN DE LA DOSIS EN MÚLTIPLES FRACCIONES LOGRA: favorecer la REPARACIÓN y la REPOBLACIÓN favorecer la REDISTRIBUCIÓN y la REOXIGENACIÓN
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LAS BASES DEL FRACCIONAMIENTO la REPARACIÓN y la REPOBLACIÓN son más eficientes en los tejidos normales la REDISTRIBUCIÓN y la REOXIGENACIÓN potencian el efecto antitumoral
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LAS BASES DEL FRACCIONAMIENTO
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LAS BASES DEL FRACCIONAMIENTO LA REPARACIÓN SE REALIZA MEJOR EN LOS TEJIDOS DE RESPUESTA TARDÍA
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LAS BASES DEL FRACCIONAMIENTO MAYOR DOSIS/FRACCIÓN AFECTA MÁS A LOS TEJIDOS DE RESPUESTA TARDÍA MENOR DOSIS/FRACCIÓN AFECTA MÁS A LOS TEJIDOS DE RESPUESTA AGUDA
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LAS R’S DE LA RADIOBIOLOGÍA R ADIOSENSIBILIDAD VARÍA EN LOS DISTINTOS TIPOS CELULARES
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NO ES LO MISMO RADIOSENSIBILIDAD QUE RADIOCURABILIDAD SEMINOMA SENS CURABLE MIELOMA M. SENS. NO CURABLE MAMA MED. S CURABLE PRÓSTATA POCO S CURABLE GLIOBLASTOMA POCO S NO CURABLE
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LAS MODALIDADES PRINCIPALES DE LA RT SON: RT EXTERNA O TELETERAPIA BRAQUITERAPIA SE USAN SOLAS O EN COMBINACIÓN
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LA RT EXTERNA PUEDE TRATAR VOLÚMENES GRANDES Y CHICOS INDEPENDIENTEMENTE DE SU ACCESIBILIDAD MEDIANTE LA SUMA DE HACES DE IRRADIACIÓN PODEMOS DAR UNA DOSIS RELATIVAMENTE HOMOGÉNEA A ESE VOLUMEN
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ISODOSIS LÍNEAS QUE UNEN LOS PUNTOS EN EL TEJIDO QUE RECIBEN LA MISMA DOSIS SU DETERMINACIÓN REVELA COMO SE DISTRIBUYE LA DOSIS EN EL TEJIDO
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BRAQUITERAPIA ES EL TRATAMIENTO RADIANTE EN EL QUE LAS FUENTES RADIACTIVAS ESTÁN EN DIRECTO CONTACTO CON LA LESIÓN
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BRAQUITERAPIA SU DESARROLLO E IMPORTANCIA RADICA EN RAZONES FÍSICAS
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EL FLUJO DE FOTONES DEPENDE DE: 1 d2 ATENUACIÓN DIFUSIÓN
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BRAQUITERAPIA
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BRAQUITERAPIA LA BT PUEDE DAR DOSIS MUY ELEVADAS EN VOLÚMENES RELATIVAMENTE REDUCIDOS Y ACCESIBLES DEBIDO A ESTAR EN CONTACTO, SE MAXIMIZA EL EFECTO DE REDUCCIÓN DE LA DOSIS CON LA DISTANCIA CAYENDO RÁPIDAMENTE EN LOS PRIMEROS CMS.
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BRAQUITERAPIA LA BT NO PUEDE TRATAR VOLÚMENES GRANDES PORQUE LA DISTRIBUCIÓN DE DOSIS EN SU INTERIOR ES INHOMOGÉNEA POR DEFINICIÓN EL VOLUMEN A TRATAR DEBE SER ACCESIBLE
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TIPOS DE BRAQUITERAPIA a) POR MODO DE APLICACIÓN INTRACAVITARIA, INTRALUMINAL, INTRAVASCULAR las fuentes se colocan dentro de una cavidad o luz de un órgano o vaso INTERSTICIAL Implante dentro del tejido a irradiar, incluye la INTRAOPERATORIA SUPERFICIAL O DE CONTACTO las fuentes se colocan en contacto con el volumen a irradiar
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TIPOS DE BRAQUITERAPIA b) POR TIEMPO DE APLICACIÓN TEMPORAL PERMANENTE
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TIPOS DE BRAQUITERAPIA c) POR MODALIDAD DE CARGA CARGA CALIENTE CARGA DIFERIDA MANUAL AUTOMÁTICA
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TIPOS DE BRAQUITERAPIA d) POR TASA DE DOSIS TIPO ICRU Gerbaulet LDR – BAJA TASA –2 Gy/h 10Gy/día MDR – MEDIA TASA - 2–12 Gy/h 10 Gy/h HDR – ALTA TASA - >12 Gy/h 10 Gy/m LDR es el “golden standard” de referencia MDR es poco usada. Los resultados han sido relativamente pobres en comparación con LDR y HDR SUNTHARALINGAM et al.; RADIATION ONCOLOGY PHYSICS, IAEA, VIENA, 2006
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LA RT NO ES UN TRATAMIENTO ESPECÍFICO PARA LAS CÉLULAS TUMORALES TODA LA CIENCIA DE LA TÉCNICA ESTÁ EN MAXIMIZAR EL EFECTO ANTITUMORAL Y MINIMIZAR EL EFECTO SOBRE LOS TEJIDOS NORMALES
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CURVAS DE DOSIS-RESPUESTA
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COMBINACIÓN RT - CIRUGÍA PREOP. POTENCIALES VENTAJAS INCREMENTAR RESECABILIDAD PROTEGER FRENTE A LA DISEMINACIÓN QUIRÚRGICA EN ALGUNOS CASOS CAMPOS MÁS CHICOS POR AUSENCIA DE CONTAMINACIÓN DESTRUÍR FOCOS MICROSCÓPICOS FUERA DE MÁRGENES TRATAR EN MEJORES CONDICIONES DE OXIGENACIÓN DISMINUIR COMPLICACIONES DEBIDAS A RT POSTOP
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COMBINACIÓN RT - CIRUGÍA PREOP. POTENCIALES DESVENTAJAS FALTA DE CONOCIMIENTO SOBRE EXTENSIÓN EXACTA INCAPACIDAD DE RECONOCER ZONAS DE ALTO RIESGO DEMORA EN EL INICIO DEL TRATAMIENTO PRIMARIO SI ES LA CIRUGÍA MAYOR INCIDENCIA DE COMPLICACIONES POSTOPERATORIAS LIMITACIÓN DE LA DOSIS A ADMINISTRAR AFECTACIÓN DE LA ESTADIFICACIÓN PATOLÓGICA
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COMBINACIÓN RT - CIRUGÍA POSTOP. POTENCIALES VENTAJAS CONOCIMIENTO DE LA EXTENSIÓN DEL TUMOR LOS MÁRGENES QUIRÚRGICOS PUEDEN DEFINIRSE MEJOR MENOR TASA DE COMPLICACIONES POSTOPERATORIAS SUTURAS EN ÓRGANOS COMPLICADOS SON MÁS FÁCILES EVITA RT INNECESARIA
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COMBINACIÓN RT - CIRUGÍA POSTOP. POTENCIALES DESVENTAJAS RT PUEDE DIFERIRSE POR COMPLICACIONES QUIRÚRGICAS PUEDE HABER AFECTACIÓN DEL LECHO VASCULAR AUSENCIA DE EFECTO SOBRE DISEMINACIÓN QUIRÚRGICA EL VOLUMEN A IRRADIAR PUEDE SER MAYOR LA CIRUGÍA PUEDE FIJAR CIERTOS ÓRGANOS E INCREMENTAR CONSIGUIENTEMENTE COMPLICACIONES
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COMBINACIÓN RT - QT VARIACIONES SECUENCIAL PRE O POST RT CONCURRENTE ALTERNADA
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COMBINACIÓN RT - QT VARIACIONES SECUENCIAL PRE RT EVALUACIÓN DEL EFECTO QT DISMINUCIÓN VOLUMEN TUMORAL DISMINUCIÓN DE LA FRACCIÓN HIPÓXICA EVENTUAL DISMINUCIÓN DEL VOLUMEN A TRATAR
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COMBINACIÓN RT - QT VARIACIONES SECUENCIAL POST RT ELIMINACIÓN DE CÉLULAS G0 POCO SENSIBLES A QT RECLUTAMIENTO CELULAR PARA ENTRAR EN CICLO AUMENTO DE LA PERMEACIÓN VASCULAR Y MEMBRANAL
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COMBINACIÓN RT - QT VARIACIONES CONCURRENTE INTERACCIÓN DIRECTA DE AMBAS MODALIDADES SEGÚN LO YA VISTO ALTERACIONES DE LA CINÉTICA CELULAR CON VENTAJAS PARA AMBAS MODALIDADES MODIFICACIÓN DIRECTA DE LA PENDIENTE DE LA CURVA DE SV POR PARTE DE LA QT
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LOS DISTINTOS TIPOS DE RADIACIONES UTILIZADAS SON: FOTONES X FOTONES GAMMA ELECTRONES
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LOS DISTINTOS TIPOS DE RADIACIONES UTILIZADAS SON: FOTONES X - RT CONVENCIONAL Y ACELERADORES LINEALES FOTONES GAMMA - EQUIPOS DE TELECOBALTOTERAPIA ELECTRONES - ACELERADORES LINEALES
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¿QUÉ ES UN EQUIPO DE TELECOBALTOTERAPIA? EMITE FOTONES GAMMA DE UNA FUENTE DE Co60 CON UNA ENERGÍA DE 1,25 MeV
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EQUIPO DE TELECOBALTOTERAPIA
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¿QUÉ ES UN ACELERADOR LINEAL? EMITE FOTONES X PRODUCIDOS POR ELECTRONES ACELERADOS EN SU INTERIOR QUE COLISIONAN EN UN BLANCO Y SALEN AL EXTERIOR LAS ENERGÍAS MÁS HABITUALES SON 6, 10, 12, 15, 18, 20 Y 25 MV
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LOS ACELERADORES TAMBIÉN PUEDEN EMITIR ELECTRONES PARA TRATAMIENTO A VARIADAS ENERGÍAS 6, 9, 12, 15 Y 18 MV
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¿QUÉ ES UN ACELERADOR LINEAL?
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¿QUÉ ES UN ACELERADOR LINEAL?
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SIMULACIÓN CONSISTE EN COLOCAR AL PACIENTE EN CONDICIONES DE TRATAMIENTO PARA DETERMINAR LOS VOLÚMENES A IRRADIAR
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SIMULACIÓN RADIOLOGÍA SIMPLE SIMULADOR RADIOLÓGICO SIMULADOR CT
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SIMULADOR RADIOLÓGICO
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SIMULADOR CT
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PLANIFICACIÓN – VOLÚMENES GROSS TUMOR VOLUME GTV – ES EL TUMOR PALPABLE O VISIBLE, LOCALIZACIÓN Y EXTENSIÓN DEMOSTRABLE DEL TUMOR ICRU Report No 50
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PLANIFICACIÓN – VOLÚMENES CLINICAL TARGET VOLUME CTV – ES EL VOLUMEN DE TEJIDO QUE CONTIENE EL GTV Y/O ENFERMEDAD SUBCLÍNICA MICROSCÓPICA ICRU Report No 50
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PLANIFICACIÓN – VOLÚMENES INTERNAL TARGET VOLUME ITV – ES EL CTV MÁS UN MARGEN INTERNO DISEÑADO PARA TENER EN CUENTA CAMBIOS DE TAMAÑO O POSICIÓN DEL CTV ICRU Report No 60
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PLANIFICACIÓN – VOLÚMENES PLANNING TARGET VOLUME PTV – ES UN CONCEPTO GEOMÉTRICO QUE TIENE EN CUENTA TODAS LAS VARIANTES GEOMÉTRICAS PARA ASEGURAR QUE EL CTV RECIBE LA DOSIS PRESCRITA ICRU Report No 50
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PLANIFICACIÓN – VOLÚMENES ORGAN AT RISK OAR – ÓRGANO QUE PUEDE RECIBIR UNA DOSIS SIGNIFICATIVA RESPECTO A SU TOLERANCIA Y DEBE SER PROTEGIDO ICRU Report No 50
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PLANIFICACIÓN
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LA PLANIFICACIÓN COMPUTADA ES APLICABLE A TODOS LOS EQUIPOS SISTEMAS 2D SISTEMAS 3D
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