IAEA
OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia
PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN
RADIOTERAPIA
Parte 3.2
Biología de las Radiaciones
•
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
IAEA
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Parte 3: Biología de las Radiaciones
Práctica 2.
Cálculos usando el modelo
cuadrático lineal
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
•
Papel, calculadora de bolsillo
•
Pizarra
•
Folleto y notas de la conferencia
Cuál es el equipamiento mínimo
necesario?
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.
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
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 BED3 paraespecificar la razón a/b usada)
•
BED (recto, 1.8Gy/fx) = 117Gy = x 1.8 (1 + 1.8/3)•
x = 117/[1.8 (1 + 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 rectoEl cambio en el fraccionamiento aún será una
buena aproximación si la razón a/b para el cáncer
de próstata sea confirmada como 1.5Gy?
•
La diferencia en la BED para el tumor de próstata alcambiar de 70Gy en 35fx a 73.8 in 41fx es para a/b = 2Gy
•
BED = nd [1 + d/(a/b)]•
BED1.5 (tumor, 35fx de 2Gy) = 35 2 (1 + 2/1.5) = 163Gy•
BED (tumor, 41fx de 1.8Gy) = 41 1.8 (1 + 1.8/1.5) = x = 117/[1.8 (1 + 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 inclusoQ2
Por favor calcule que dosis física adicional debe darse a un tumor de cabeza y cuello con un Tp 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
-1y la razón a/b
para el tumor es 10Gy.
•
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
pQ3
Respuesta
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 Tp = 3 días, alpha = 0.35Gy-1 y T>T
k, la
diferencia es
ln2 t
interrupción/ αT
p= 4.6Gy
Q3
•
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 porcada 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 permitirQ3
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
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?
•
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), n2= 10 fracciones que quedan, R = 7 días tiempo deinterrupción y beta = alpha/(a/b) = 0.35/10 = 0.035Gy-2
Q4
) ( n / 2 * T R + ) d + 2 ( + 2 = d 2 p 2 2 10 ln
Respuesta
•
El resultado es:dnew = - 10/2 + sqrt{(10/2+2)2+7/3 [(ln2/0.035)/10]}
= 2.32Gy
•
Se puede recuperar el aumento por repoblaciónincrementando la dosis por fracción en 10 fracciones en mas del 15%
