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IAEA International Atomic Energy Agency OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA.

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1 IAEA International Atomic Energy Agency OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 3. Biología de las Radiaciones CLASE PRÁCTICA

2 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal2 Comprender los diferentes efectos de las radiaciones en tejidos humanos Apreciar la diferencia entre dosis alta y baja; efectos deterministas y estocásticos Obtener nociones de los órdenes de magnitud de las dosis y sus efectos Apreciar los riesgos involucrados en el empleo de las radiaciones ionizantes como punto de partida para un sistema de protección radiológica Objetivos de la Parte 3

3 IAEA International Atomic Energy Agency OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia Parte 3: Biología de las Radiaciones Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal

4 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal4 Contenido + objetivo Familiarizarse con el esquema matemático del modelo cuadrático lineal – Para el fraccionamiento de la dosis – Para correcciones de tiempo Realizar cálculos utilizando información de la conferencia

5 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal5 Papel, calculadora de bolsillo Pizarra Folleto y notas de la conferencia Cuál es el equipamiento mínimo necesario?

6 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal6 Por favor calcule que dosis total adicional puede darse a un tumor en la próstata cuando la dosis por fracción es reducida de 2Gy a 1.8Gy. Asumir que el órgano critico es el recto con a/b = 3Gy, la dosis dada con fracciones de 2Gy es 70Gy y los efectos del tiempo no juegan ningún papel. Q1

7 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal7 Consideraciones No hay efectos del tiempo (ej. Tiempo entre fracciones es lo suficientemente largo para permitir la completa reparación y el tiempo total del tratamiento es lo suficientemente corto para prohibir la repoblación durante el tratamiento). La dosis efectiva biológicamente (BED) de los planes de tratamiento puede calcularse como: El recto es la estructura que limita la dosis y la dosis máxima al recto es igual a la dosis en el tumor BED = nd [1 + d/(a/b)] donde n es el numero de fracciones, d la dosis por fracción, y a/b la razón alpha/beta Q1

8 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal8 Respuesta BED = nd [1 + d/(a/b)] donde n es el numero de fracciones, d la dosis por fracción y a/b la razón alpha/beta BED (recto, 35fx de 2Gy) = 35 × 2 (1 + 2/3) = 117Gy (comentario: esto es a menudo llamado BED 3 para especificar la razón a/b usada) BED (recto, 1.8Gy/fx) = 117Gy = x × 1.8 ( /3) x = 117/[1.8 ( /3)] = 40.5 fracciones ó 73Gy Se puede dar 3Gy mas de dosis usando fracciones de 1.8Gy en lugar de fracciones de 2Gy para obtener la misma probabilidad de complicación en el recto Q1

9 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal9 El cambio en el fraccionamiento aún será una buena aproximación si la razón a/b para el cáncer de próstata sea confirmada como 1.5Gy? Q2

10 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal10 La diferencia en la BED para el tumor de próstata al cambiar de 70Gy en 35fx a 73.8 in 41fx es para a/b = 2Gy BED = nd [1 + d/(a/b)] BED 1.5 (tumor, 35fx de 2Gy) = 35 × 2 (1 + 2/1.5) = 163Gy BED (tumor, 41fx de 1.8Gy) = 41 × 1.8 ( /1.5) = x = 117/[1.8 ( /3)] = 40.5 fracciones ó 73Gy = 163Gy En otras palabras a pesar de la mayor dosis física la probabilidad de control tumoral será menor incluso Q2 Respuesta

11 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal11 Por favor calcule que dosis física adicional debe darse a un tumor de cabeza y cuello con un T p de 3 días para compensar una interrupción del tratamiento durante una semana por días festivos? Asuma que son utilizadas fracciones de 2Gy, que el tiempo de tratamiento antes de los feriados es mayor que el tiempo de parada del tratamiento, la alpha es 0.35Gy -1 y la razón a/b para el tumor es 10Gy. Q3

12 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal12 Se necesita el modelo LQ para incluir el tiempo E = - ln S = n × d (α + βd) - γT ó BED = [1 + d/(α/β)] × nd – [ln2 (T - T k )] / αT p Q3 Respuesta

13 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal13 Si el BED estará inalterado, la diferencia entre los planes es el factor tiempo {ln2 [(T+ t interrupción ) - T k ]} / αT p - {[ln2(T - T k )] / αT p } Asumiendo que T p = 3 días, alpha = 0.35Gy -1 y T>T k, la diferencia es ln2 t interrupción / αT p = 4.6Gy Q3 Respuesta

14 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal14 La interrupción de 1 semana en el tratamiento de cabeza y cuello es igual a una perdida de 4.6Gy dado en fracciones de 2Gy debido a la repoblación del tumor En otras palabras uno pierde entre 0.5 y 1Gy por cada día que se prolongue el tratamiento en tumores de crecimiento rápido Esto esta clínicamente probado para tumores de cuello del útero y de cabeza y cuello Si la dosis adicional no se da en el mismo día sino en mas fracciones (incrementando mas el tiempo) uno debe dar alrededor de 3 fracciones mas para permitir la interrupción Q3 Respuesta

15 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal15 Algunos comentarios: Siempre es una buena estrategia intentar concluir el tratamiento antes de una interrupción, ej. dar dos fracciones por día. El tiempo mínimo entre dos fracciones debe ser suficiente para reparar el tejido sano (ej. 6 horas o mas en el caso de la medula espinal) Debido a la repoblación acelerada luego que comienza el tratamiento, es mejor comenzar el tratamiento después de la interrupción en lugar de empezar durante un par de días y luego tener una interrupción. Una vez comenzado, el tratamiento para tumores de rápido crecimiento debe ser completado dentro del tiempo prescrito. Q3 Respuesta

16 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal16 Asumir en el ejemplo previo, que quedan 10 fracciones después de la interrupción- ¿Qué incremento en la dosis por fracción es requerido para recuperar la repoblación durante la interrupción? Q4

17 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal17 Usando BED1 (interrupción + 10 fracciones con una mayor dosis) = BED2 (sin interrupción + 10 × 2Gy fracciones) se puede derivar: Con d=2Gy (fracciones antes del cambio), n 2 = 10 fracciones que quedan, R = 7 días tiempo de interrupción y beta = alpha/(a/b) = 0.35/10 = 0.035Gy -2 Q4 Respuesta

18 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal18 El resultado es: d new = - 10/2 + sqrt{(10/2+2) 2 +7/3 [(ln2/0.035)/10]} = 2.32Gy Se puede recuperar el aumento por repoblación incrementando la dosis por fracción en 10 fracciones en mas del 15% Note que esto incrementara dramáticamente el riesgo de efectos tardíos significativos…. Q4 Respuesta

19 IAEA CLASE PRÁCTICA Parte 3/ Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal19 ¿Preguntas? Comencemos...


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