OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia
PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN
RADIOTERAPIA
Parte 5
Radioterapia por Haz Externo
Conferencia 2 (cont.): Equipos. Diseño para la
seguridad
IAEA
International Atomic Energy Agency
3. Aceleradores lineales médicos
• Abreviat.: “linac”
• La mayoría de los
pacientes de
radioterapia son
tratados con "linacs"
• Varios fabricantes
Cortesía de Siemens
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
2
Comparación de porciento de dosis en
profundidad para fotones
• FOTONES
• ELECTRONES
Haces de “linacs”
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
3
Diferentes diseños
Sistemas anti-colisión
Panel de pared para
ocultar la estructura
soporte
Control
manual
Camilla con controles
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
4
Problema: requieren > electrones de 4MeV
• No es posible lograr esto
de manera convencional,
con el empleo de una
diferencia de potencial
• Los electrones son
acelerados con el empleo
de microondas
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
5
Esquema de un linac
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
6
Aceleradores de electrones
Guía de onda corta de 6 MV
Sin imán
de inflexión
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
7
Aceleradores de electrones
Guía de onda larga de 18 MV
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
8
Aceleradores de electrones
Guías de ondas para
acelerar electrones
con el empleo de
microondas
Guía de onda corta fija
Paquetes para la aceleración inicial de los electrones
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
9
Aceleradores de electrones
Inflexiones del haz de electrones
Imán acromático:
Todas las energías se
enfocan sobre el
blanco
Ranuras para la
selección de la
energía de los electrones
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
10
Cabezal de tratamiento
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
11
Aceleradores de electrones
• La exposición a la radiación se controla
por dos sistemas de cámaras de
ionización independientes; para
transmisión integrada
• Uno de ellos se designa como sistema
primario y debe terminar la exposición
al número correcto de unidades
monitoras
• Ellos también manejan el haz por medio
de un lazo de retroalimentación
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
12
Monitor de diseño cámara de
ionización
• Dos cámaras independientes - verificación
redundante de la dosis administrada
• Cada cámara es segmentada - permite la
retroalimentación para aplanamiento y simetría
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Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
13
Aceleradores de electrones
• El otro sistema se denomina sistema
secundario y generalmente su función es
terminar la exposición después de unos
0.4 Gy adicionales
• La mayoría de los aceleradores
modernos también tiene un temporizador
que terminará la exposición si ambos
sistemas de cámara de ionización fallan
¡¡¡Defensa en profundidad en operación!!!
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Aceleradores de electrones
Los aceleradores modernos
tienen muchas opciones de
tratamiento, por ejemplo
• Con rayos X o electrones
(modo dual)
• Múltiples energías
– 2 energías de rayos X
– 5 o más energías de electrones
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
15
Aceleradores de electrones
Complejidad del
cabezal para lidiar con
múltiples energías y
modalidades
• Diferentes filtros de
aplanamiento y
láminas de dispersión
en un 'carrusel'
• Cámaras monitoras
• Colimadores
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
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Aceleradores de electrones
• Los colimadores de rayos X pueden ser (1)
– Rectangulares (convencionales)
 La transmisión a través de los colimadores
debe ser menor del 2% del haz primario
(abierto)
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
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Aceleradores de electrones
• Los colimadores de rayos X pueden ser (2)
– Colimadores Multi-Láminas (MLC)
 La transmisión a través de los colimadores debe
ser menor del 2% del haz primario (abierto)
 La transmisión entre las láminas se debe verificar
para garantizar que sea menor que la
especificación del fabricante
IAEA
MLC Siemens
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
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Aceleradores de electrones
• Aplicadores de electrones: éstos pueden ser
– De lados abiertos; en el caso de los aplicadores modernos
que emplean láminas de dispersión dobles o haces
escaneados
– Encerrados; en el caso de los aceleradores viejos que
emplean láminas de dispersión sencillas
• Ambos tipos han de ser verificados
respecto a fugas
– Adyacentes al haz abierto
– En los laterales de los aplicadores
Cono de electrones de
lados abiertos Varian
IAEA
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Accesorios importantes
•
•
•
•
•
Cuñas
Cuñas dinámicas
Bloques
Colimador Multiláminas (MLC)
Imagen Electrónica Portal (EPID)
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Aceleradores de electrones
Ángulo
• Cuñas
– 3 o más cuñas fijas
– Auto-cuña
– Cuña dinámica
• Modifican la
distribución de dosis
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21
Aceleradores de electrones
• Cuña dinámica
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Cuñas
• Accesorio ‘estándar’ en el tratamiento
• Se requiere por ej. en el tratamiento de
mama, de cabeza y de cuello
• La cuña dinámica resulta más popular
porque:
– No pesa
– Es posible cualquier ángulo de la cuña
– Pero difícil poner en servicio
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Aceleradores de electrones
• Colimador asimétrico
IAEA
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Aceleradores de electrones
• Colimadores asimétricos
– Lecturas en el brazo del linac
Lectura del
colimador derecho
Lectura de la
rotación del colimador
Lectura del
colimador inferior
Lectura del
colimador izquierdo
Lectura del
brazo
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Colimador Multi-Láminas (MLC)
• Utilizado para definir
cualquier configuración
de campo para los
haces de radiación
• Múltiples variantes del
tema:
– Diversos anchos de
láminas (1cm a 0.4cm)
– Reemplaza colimadores
o adicional a colimadores
normales
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26
MLC instalado en Linac
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
27
MLC
• La calidad de la
definición del campo
depende del ancho
de las láminas
• Siempre existe algo
de fuga entre
láminas
• Por lo general la
transmisión a través
del MLC es mayor
que a través de un
colimador normal
IAEA
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Colimador Multi-Láminas (MLC)
IAEA
Parte 5. Conferencia 2.b. Equipos - Linacs
29
MLC dinámico
• El concepto es similar al de la cuña dinámica
• Cuando el MLC se mueve durante el tratamiento
diferentes partes del campo son blindadas lo que
hace que se entreguen diferentes niveles
generales de radiación en diferentes partes del
haz: radioterapia modulada por intensidad
IAEA
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Modulación por intensidad
MLC patrón 1
MLC patrón 2
• Se logra empleando un
colimador multi-láminas (MLC)
• La configuración del campo se
modifica paso a paso o
dinámicamente mientras se
administra la dosis
MLC patrón 3
Mapa de intensidad
IAEA
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31
Dos enfoques de la IMRT
Múltiples campos
individuales, cada uno de
ellos de intensidad
modulada en dos
dimensiones
IMRT instalada en linac
IAEA
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32
Dos enfoques de la IMRT
Rotación continua de un
haz ventilador
unidimensional que
consiste en muchos haces
menores que pueden ser
encendidos o
apagados
Tomoterapia
IAEA
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Componentes de la tomoterapia
helicoidal
MLC
Binario
Detector anular en el lado de salida
IAEA
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Escaneado Helicoidal
34
Comentarios sobre la IMRT
• La distribución de dosis mejor posible con
fotones
• Ningún eslabón intuitivo entre la
configuración del MLC, las unidades monitor
y la distribución de dosis administrada
• Imposible sin computadoras en el
diagnóstico, la planificación y la
administración
• Retos de QA
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35
Imagen electrónica portal
• Dispositivo para imágenes en el lado de la
salida del haz del paciente para registrar el
campo de tratamiento
• Permite verificar que el campo fue
administrado a la ubicación correcta en el
paciente
• Se dispone de muchos sistemas
diferentes...
IAEA
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36
Dispositivos de imagen electrónica portal
en la práctica
Siemens
Varian
IAEA
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37
Imagen electrónica portal
Comparación de imágenes; de simulador y portal (la derecha)
IAEA
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Haces de electrones
Electron
Beam
• No se requiere blanco
• Se emplea lámina de
dispersión para obtener
un haz más grande - la
alternativa sería
escanear el haz de
lapicero con el empleo
de campos
electromagnéticos
• Se requiere aplicador
para obtener buena
delineación del campo
sobre el paciente
Primary
Collimator
Scattering Foil
Ion Chamber
Secondary
Collimator
Electron
applicator
Patient
IAEA
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Aplicador de
electrones en un
acelerador lineal
moderno Varian
IAEA
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Aplicadores de electrones
• Pueden ser
– De laterales abiertos en los aceleradores modernos
con el empleo de láminas de dispersión dobles o
haces escaneados
– Encerrados, en los aceleradores viejos; y con
empleo de láminas de dispersión sencillas
• Han de ser verificados respecto a fugas
– Adyacentes al haz abierto
– A los laterales de los aplicadores
IAEA
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41
Modelo de un
aplicador de
electrones para
cálculos Monte
Carlo
Aplicador de
electrones
Paciente
IAEA
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42
Aceleradores de electrones
• Con tal número elevado de posibles
configuraciones es esencial que se provean
enclavamientos para evitar que se
seleccionen combinaciones inapropiadas
• También es esencial que el panel de control
proporcione una
indicación clara de qué
funciones han sido
establecidas
IAEA
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43
Aceleradores de electrones
• Sistema de mando complejo
• Dependencia de las computadoras
MLC control
EPID control
Linac control
IAEA
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Pantallas de operación del Varian Clinac
• Modo clínico
Dosis y tiempo
• Modo de servicio
Opciones sencillas
Más opciones
Enclavamientos
Configuración de parámetros
IAEA
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Aceleradores de electrones
• Sistemas de verificación
– Todos los fabricantes de aceleradores en la
actualidad producen sistemas de verificación
controlados por computadora los cuales
proporcionan una comprobación adicional de que
la configuración en la consola del acelerador esta
correcta para
 El funcionamiento apropiado del equipo y
 Se corresponden exactamente con los parámetros
determinados para cada paciente durante el proceso de
planificación del tratamiento
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Aceleradores de electrones
• Fugas por el cabezal
– La tasa de Kerma en Aire (AKR) a causa de la
radiación de fuga en cualquier punto fuera del
haz útil máximo, pero dentro de un área plana
circular de radio 2 metros centrada en, y
perpendicular a; el eje central del haz a la
distancia normal de tratamiento; no ha de
exceder 0.2% de AKR en el eje central del haz
abierto. La medición debería ser realizada con el
empleo de un grueso bloque de blindaje
cubriendo el haz abierto
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Aceleradores de electrones
• Fugas por el cabezal
– Excepto en el área definida en la diapositiva anterior la
Tasa de Kerma en Aire debido a la radiación de fuga
(excluyendo neutrones) en cualquier punto a 1 metro de
la trayectoria de los electrones entre el origen de éstos y
el blanco, o ventana de electrones; no ha de exceder
0.5%
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Aceleradores de electrones
• Neutrones
– Éstos constituirán un problema solo si la energía
de los rayos X es igual a, o mayor que, 15 MV
– Los aspectos que resulta necesario considerar
ante la presencia de neutrones incluyen:
 Activación de los neutrones
 Problemas del blindaje
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