terapia con fotones monoenergÉticos
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TERAPIA CON FOTONES MONOENERGÉTICOS
Antonio M. LallenaUniversidad de Granada
Madrid, marzo 2003
• El haz de electrones que emerge horizontal de la guía de aceleración debe ser redirigido hacia el paciente (hacia el isocentro). Para ello se dispone de un sistema deflector magnético que denominamos “bending”. Esta deflexión se realiza en el vacío. Guía aceleradora y bending forman un único cuerpoen cuyo interior se realiza un alto vacío.
• Un deflector “directo” de 90º separaría los electrones de alta y baja energía y solo algunos electrones alcanzarían la ventana de salida. Los sistemas más comunes son de 270º, y son acromáticos, lo que significa que son capaces de “refocalizar” todas las energías en la ventana de salida. Esto se consigue en general intensificando la región externa del campo magnético por el que discurren los electrones más energéticos (ver figura)
• En el interior del bending se sitúan unos “slits” limitadores que interrumpen el paso de los electrones de energía más extrema.
• Otros elementos electroópticos, los focalizadores, son dipolos y cuadrupolos magnéticos destinados a centrar el haz en la fuente nominal. Se ilustra el efecto de un mal centrado del haz en los perfiles de dosis
•El haz emergente del conjunto guía-bending es un haz de electrones de dimensiones reducidas (diámetro 2 mm, aprox.)•Para convertirlo en fotones empleamos un blanco de metal pesado refrigerado por agua (figura), con espesor suficiente para conseguir también la “apertura” por dispersión del haz de fotones.•Estos fotones tienen un perfil muy “picado” y su fluencia debe modularse empleando un cono de aluminio (figura), cuya forma depende de la energía (y del fabricante)•Algunos aceleradores emplean para “ampliar” el haz el barrido electrónico (similar a lo que hace un televisor). De esta forma el blanco de wolframio puede ser mucho más delgado (no necesita dispersar, solo frenar) y se reduce la contaminación de electrones.•Para tratamientos de electrones necesitamos también expandir el haz empleando delgadas láminas metálicas (los espesores ya los sabes) son los “primary foils”. Este haz expandido debe también ser modulado empleando delgados filtros de simetría cónica (secondary foils)
Modulación de fluencia: Cuñas
La dosis profunda aumenta con la distancia a la fuenteLa dosis profunda aumenta con la energía
La dosis profunda aumenta con el tamaño de campo
6 MV
0 2 4 6 80.00000
0.00005
0.00010
0.00015
0.00020
0.00025
E [MeV]
Ph
oto
n s
pec
tru
m
Emean= 1.79 MeV
18 MV
0 4 8 12 16
Emean= 4.09 MeV
E [MeV]
SIEMENS MEVATRON KDSD. Sheikh-Bagheri and D.W.O. RogersMonte Carlo calculation of nine megavoltage photon beam spectra using the BEAM codeMed. Phys. 29 (2002) 391-4012
mamas, miembros, ...(80% de los tratamientos)
abdomentórax
0.0
25.0
50.0
75.0
100.0
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0
Co-60
RX 6MV
RX 18MV
0 5 10 15 20 25 30 35 400.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
18MV
6MV
z [cm]
Do
sis
no
rmal
izad
a
0 50 100 1500.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
18MV
6MV
z [cm]
Do
sis
no
rmal
izad
a
0 5 10 15 200.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
18MV
6MV
z [cm]
Do
sis
no
rmal
izad
a
Rendimientos en profundidad
Energía“Dosis en piel”
(normalizada al máximo)D10/Dmax D10/D20
Emedia=1.79 MeV 0.22 (-12%) 0.84 1.33
6MV 0.25 0.87 1.34
Emedia= 4.09 MeV 0.09 (-25%) 0.89 1.21
18MV 0.12 0.92 1.22
menor dosis en piel incrementada por contaminación electrónica en el blanco
Rendimiento clínico
Fotones monoenergéticos
0 50 100 1500.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1MeV2MeV3MeV5MeV
8MeV10MeV12MeV
15MeV
18MeV
20MeV
z [cm]D
osi
s n
orm
aliz
ada
Fotones monoenergéticos
0 5 10 15 200.0
0.4
0.8
1.2
1MeV2MeV3MeV5MeV
8MeV10MeV12MeV
15MeV
18MeV
20MeV
z [cm]
Do
sis
no
rmal
izad
a
Energía “Dosis en piel” D10/Dmax D10/D20
1MeV 0.84438 0.81172 1.44869804
2MeV 0.57512 0.8441 1.27278759
3MeV 0.37165 0.8812 1.2653829
5MeV 0.212 0.89512 1.17314321
8MeV 0.13126 0.9321 1.15592098
10MeV 0.10913 0.9457 1.15978465
12MeV 0.090883 0.9603 1.1508317
15MeV 0.076113 0.97481 1.13338139
18MeV 0.065883 0.99 1.13820577
20MeV 0.059682 0.99745 1.14452094
PROSselección de energíasreducción de la dosis en piel
CONTRAS¿creación de haces planos extensos manteniéndolos monoenergéticos?
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