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Objetivos: Comprender como se generan la radiación necesaria para el tratamiento radiológico. 1 Radiobiología Celular 4.1 Introducción www.gphysics.net.

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1 Objetivos: Comprender como se generan la radiación necesaria para el tratamiento radiológico. 1 Radiobiología Celular 4.1 Introducción www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Dr. Willy H. Gerber Instituto de Fisica Universidad Austral Valdivia, Chile

2 Efecto de radiación sobre culturas de células 2 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

3 Relación supervivencia dosis 3 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

4 Origen de la muerte de la célula 4 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Radicales libres Daño a la cadena de ADN Bajo LED Rayos X y γ Alto LED Iones, α, neutrones

5 Daño a la cadena ADN 5 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08

6 Efectos del daño 6 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 El daño lleva a que la célula no puede multiplicarse

7 Consecuencias 7 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Daño ADN ReparaciónIrreparable Error en reparación Error en cromosoma Muerte celular Mutación Cáncer

8 Objetivo 8 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Probabilidad de controlar el tumor (TCP) Probabilidad de complicaciones (NTCP) Dosis (Gy) Probabilidad

9 Uso de modelos 9 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Los modelos permiten poner a prueba nuestras hipótesis de como las células reaccionan a la radiación (mas bien permiten descartar hipótesis pero no confirmarlas) Dan una base para estimar probabilidad de sobrevivencia en base a mediciones que se emplean para ajustar permitiendo estimar el resultado en situaciones aun no medidas

10 Uso de modelos 10 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Probabilidad de sobrevivencia Dosis Rayos X partículas RBE – Relative Biological Effectivness efecto biológico relativo respecto de rayos X

11 LET 11 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 LET – Linear energy transfer [keV/μm o eV/nm] 200 keV/μm

12 OER 12 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 OER – Oxygen Enhancement Ratio – eficiencia por efecto del oxigeno

13 Bases de los modelos 13 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Modelo Daño Reparación

14 Modelo LQ 14 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 El efecto Modelo LQ (Lea DE & Catcheside DG (1942), J. Genet. 44: 216-45) Biologically Effective Dose (BED) Efectividad relativa

15 Mediciones y modelo LG 15 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Dosis D [Gy] Fracción que sobrevive S

16 Influencia del oxigeno 16 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Fracción que sobrevive S 300 keV rayos – X, celulas bajo aire y anoxia Nias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol., Taylor & Francis Dosis D [cGy]

17 Influencia del oxigeno 17 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Fracción que sobrevive S Dosis D [Gy]

18 Efecto neutrones vs rayos X 18 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Fracción que sobrevive S 14 MeV neutrones y 250 keV rayos – X, celulas bajo aire y nitrogeno Nias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol., Taylor & Francis Dosis D [cGy]

19 Fraccionamiento 19 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Dosis (Gy) Fracción que sobrevive Dosis única Múltiple dosis

20 Sensibilidad 20 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Dosis (Gy) Fracción que sobrevive

21 Modelos 21 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Dosis (Gy) Fracción que sobrevive

22 Problemas con la distribución de los parámetros 22 www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08 Statistical distribution

23 Radiobiological Modelling in Radiation Oncology By Roger Dale, Roger Dale & Bleddyn Jones, Editors, Bleddyn Jones, British Institute of Radiology Contributor Roger Dale, Bleddyn Jones Published by British Inst of Radiology, 2007 ISBN 090574960X, 9780905749600 292 pages Radiobiology for the Radiologist By Eric J. Hall, Amato J. Giaccia Published by Lippincott Williams & Wilkins, 2006 ISBN 0781741513, 9780781741514 546 pages An Introduction to Radiobiology By A. H. W. Nias Published by Wiley_Default, 1998 ISBN 0471975907, 9780471975908 384 pages Introduction to Radiobiology By Maurice Tubiana, J. Dutreix, A. Wambersie, David K. Bewley Translated by David K. Bewley Contributor J. Dutreix, A. Wambersie, David K. Bewley Published by Taylor & Francis, 1990 ISBN 0850667453, 9780850667455 371 pages Problemas con la distribución de los parámetros www.gphysics.net – UFRO-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08


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