PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA

1. PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 3. Biología de las Radiaciones CLASE PRÁCTICA

2. 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. Parte 3: Biología de las Radiaciones Práctica 2. Cálculos usando el modelo cuadrático lineal

4. 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. Papel, calculadora de bolsillo Pizarra Folleto y notas de la conferencia Cuál es el equipamiento mínimo necesario?

6. 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 Q1

7. Q1 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 Consideraciones

8. 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 para especificar 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 recto Q1

9. 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 Q2

10. 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)] 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 incluso Respuesta Q2

11. 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-1 y la razón a/b para el tumor es 10Gy. Q3 Q3

12. 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 - Tk)] / αTp Respuesta Q3

13. Q3 Si el BED estará inalterado, la diferencia entre los planes es el factor tiempo {ln2 [(T+ tinterrupción) - Tk]} / αTp - {[ln2(T - Tk)] / αTp} Asumiendo que Tp = 3 días, alpha = 0.35Gy-1 y T>Tk, la diferencia es ln2 tinterrupción / αTp = 4.6Gy Respuesta

14. 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 Respuesta Q3

15. 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. Respuesta Q3

16. 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 Q4

17. 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 de interrupción y beta = alpha/(a/b) = 0.35/10 = 0.035Gy-2 Respuesta Q4

18. 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 repoblación incrementando la dosis por fracción en 10 fracciones en mas del 15% Note que esto incrementara dramáticamente el riesgo de efectos tardíos significativos…. Respuesta Q4

19. ¿Preguntas? Comencemos...