Transcript Curso Regional de capacitación OIEA en el marco del proyecto ARCAL RLA6/058 Actualización para tecnólogos en Radioterapia Elke Pastor Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas Lima –

Curso Regional de capacitación OIEA en el
marco del proyecto ARCAL RLA6/058
Actualización para tecnólogos en
Radioterapia
Elke Pastor
Instituto Nacional de Enfermedades Neoplásicas
Lima – Perú
Edwin Balde
Guayaquil - Ecuador
Curso de Actualización para Tecnólogos en Radioterapia. ARCAL RLA6/058 Tema 6 : Equipos tratamiento Radioterápico
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1
2008-10
EQUIPOS DE TRATAMIENTO CON
RADIOTERAPIA
ARCAL RLA6/058
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2008-10
PREÁMBULO
Optimización
y precisión
Avance Tecnológico
El Objetivo del
tratamiento, que
es, el de
destruir células
malignas, no ha
cambiado.
Evolucionan los diseños de
equipos y las técnicas de
tratamiento.
=
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2008-10
PREÁMBULO
Capacitación y evolución
... ..
. .........
....
..
.....
...
.....
....
...
....
...
Unidad de Cobalto
Equipos de Terapia
superficial OK
Linac? IMRT?
Tomoterapia?
Porque no?
Economía del país
Posibilidad de una real
preparación del personal
……..Técnico.
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2008-10
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
Introducción
Unidades de Kv
Unidades de Cobalto
Acelerador Lineal
Nuevas tecnologías
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INTRODUCCIÓN
• Mano de la esposa de
Roentgen
• Primera imagen de Rayos X
(22 Diciembre 1895)
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2008-10
INTRODUCCIÓN
Mucho entusiasmo por los Rayos X
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2008-10
INTRODUCCIÓN
TIPOS DE RADIACION IONIZANTE DE USO CLÍNICO
Rayos X de
baja y mediana
Energía
Radiación
Gamma
Radiación X de
alta Energía
Electrones
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2008-10
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
Introducción
Unidades de Kv
Unidades de Cobalto
Acelerador Lineal
Nuevas tecnologías
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2008-10
TERAPIA SUPERFICIAL
Fueron los primeros Equipos utilizados en RT
TERAPIA
SUPERFICIAL
MAQUINAS DE
TERAPIA
SUPERFICIAL
MAQUINAS DE
ORTOVOLTAGE
GENERAN RAYOS X para
tratamiento de lesiones
superficiales y semiprofundas
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TERAPIA SUPERFICIAL
PARTES DEL EQUIPO
Generador
Tubo de rayos X
Consola
Filtros y Aplicadores
Estativo soporte del tubo de Rayos X.
Sistema de enfriamiento.
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TERAPIA SUPERFICIAL
Tubo de rayos X
 Diseño especial para soportar
tiempos prolongados de
generación de rayos X.
 Ánodo fijo
 Necesita calentamiento previo.
Movimientos del Tubo de Rayos X
 Giro rotacional 360°.
 Giro pendular.
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TERAPIA SUPERFICIAL
ESTATIVO SOPORTE DEL TUBO
Soporte vertical para
recorrido vertical del
Tubo de Rayos X.
Rieles en el piso para
movimiento horizontal
del Tubo de Rayos X.
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TERAPIA SUPERFICIAL
La Consola
 Controla la generación de
rayos X.
 El tiempo de exposición.
 La energía a ser utilizada.
 La parada de emergencia.
Los
enclavamientos
deben garantizar
que el filtro
correcto está en el
lugar correcto.
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TERAPIA SUPERFICIAL
Filtros
 Son láminas de Aluminio
o Cobre y de distintos
espesores agrupados en
una sola pieza.
 Estos son colocados justo
a la salida del haz de
radiación.
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TERAPIA SUPERFICIAL
Los filtros
Endurecen el haz de rayos X.
E=150Kv
E=140Kev
E= 50Kv
E=130Kev
E=120Kev
E=125Kev
E=25Kev
E=35Kev
E=45Kev
E=30Kev
Filtro de Al
Filtro de Cu+Al
E=150Kev
E= 50Kev
Los rayos X de menor energía que la
seleccionada son detenidos en el filtro.
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TERAPIA SUPERFICIAL
APLICADORES
Dirigen el haz de rayos X desde
el tubo hasta la superficie del
paciente.
Diámetros:
 Desde 1cm hasta 5 cm.
 De10 cm y de 15 cm.
 Para campos irregulares se
elaboran colimadores con
láminas de plomo.
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
a)
b)
c)
d)
La fuente
El Cabezal
El gantry
Modificadores del haz
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UNIDADES DE COBALTO
Cabezal
A. Estructura
Mesa de
tratamiento
Estativo
ISOCENTRO O EJE DE GIRO
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
a) La fuente
•
•


A mayor diámetro
mayor penumbra


Alta actividad
especifica
Tiempo de vida media
relativamente largo
Actividad es de 5,000 a 10,000 Ci
(185 a 370 TBq)
Diámetro de la pastilla 1.5 cm a
2cm.
Tiempo de vida media=5.26 años
Energía 1.25 MeV
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UNIDADES DE COBALTO
COBALTO 60
A. Estructura
a) La fuente: Decaimiento
DECAIMIENTO
β
NI- 60
EXCITADO
DECAIMIENTO
γ
Ni-60
ESTABLE
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
b) El cabezal
Pb y U
fuente
El cabezal contiene:
 La fuente radiactiva
Dispositivo de entrada y
salida de fuente.
Sistema de colimación.
Sistema de simulación
luminosa del haz.
El cabezal de la unidad de
cobalto tiene tres funciones
básicas:
•Proteger la fuente
•Exponer la fuente según
sea necesario.
• Colimar el haz de
radiación.
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
c) Gantry
Permite girar entorno
a un eje horizontal y
soporta al cabezal.
SAD 80 cm o 100cm.
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
d) Modificadores del haz
• Cuñas físicas ( 15º, 30º. 45º y 60º)
 Incorpora un
cierto grado de
aplanamiento del haz en campos
oblicuos
disminuyendo
posibles
puntos calientes en el paciente y
mejorando la distribución de dosis.
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
d) Mesa
Lugar donde se coloca
al paciente para el
tratamiento.
Movimientos:
Longitudinal
Vertical
Horizontal
Isocéntrico
Rotación del tablero
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
d) Mesa
La Rotación al mismo
tiempo del tablero y el
isocentro de la mesa nos
permite aumentar la DFP
para tratamiento de campos
laterales.
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UNIDADES DE COBALTO
A. Estructura
e) La consola
Nos permite:
 seleccionar el tiempo de
tratamiento.
 Seleccionar el tipo de cuña.
 Seleccionar la técnica de
tratamiento.
 Conocer la posición de la
fuente.
 Detener el tratamiento en
caso de Emergencia
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CONTENIDO
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3.
4.
5.
Introducción
Simuladores
Unidades de Cobalto
Acelerador Lineal
Nuevas tecnologías
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ACELERADOR LINEAL
A.
B.
C.
D.
E.
Introducción
Componentes
Cabezal
Gantry
Equipo Auxiliar
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ACELERADOR LINEAL
A. introducción
Un acelerador lineal es un equipo que generar rayos X de
alta energía, estos se producen al chocar electrones
acelerados casi a la velocidad de la luz con un blanco.
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
Generaciones de LINAC
Segunda Generación
Primera generación
 Fotones de baja E (4-8MV). Fotones de Mediana
E (10-15 MV) y electrones.
 Colimadores simétricos.
 Target móvil y filtros.
 Target fijo.
aplanadores.
 Cuñas fijas.
 Cámara de ionización
 Única cámara de ionización
duales
 Conos para electrones.
 Sistema de doblado del haz.
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ACELERADOR LINEAL
Generaciones de LINAC
Tercera generación
Cuarta Generación
 Fotones de alta E (18-25  Fotones de alta E.
MV) y electrones.
 Operación controlada por
 Energía Dual para fotones
computadoras.
y múltiples energías para  Cuñas dinámicas
electrones.
 Dispositivo de imagen portal
 Doblado magnético
electrónica EPID
acromático del haz.
 Cuñas motorizadas
 Colimadores asimétricos.
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ACELERADOR LINEAL
Generaciones de LINAC
Quinta generación
 Fotones de alta E (18-25 MV)
y electrones.
 Haces de fotones para IMRT
con MLC.
 Entrega de dosis conformada
dinámica con campos de
IMRT producidos por un MLC.
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ACELERADOR LINEAL
A. Principios
Bloque
Sistema
de
doblado
Estructura aceleradora
Inyector
Dosimetría
Sistema de control
Pulsos del alto voltaje
Fuente de
radiofrecuencia
Colimador
modulador
Pulsos del alto voltaje
Línea de poder
AC
Estructura de soporte
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Rayos X o electrones
para tratamiento
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ACELERADOR LINEAL
B. Componentes responsables de formación del Haz.
1. Sistema de inyección.
2. Sistema de generación
de microondas.
3. Sistema auxiliar.
4. Sistema de transporte
del haz.
5. Sistema de colimación y
monitoreo del haz.
1
2
2
4
3
2
2
3
5
2
2
3
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ACELERADOR LINEAL
B. Componentes
1. Fuentes de Microondas : Magnetrón
Es
un
generador
de
microondas. Los electrones que
se generan en el cátodo y
viajan hacia el ánodo que tiene
cavidades resonantes
son
sometidos a un fuerte campo
magnético, momento en que se
producen las microondas por
aceleración y desaceleración de
los electrones.
Típicamente
el magnetrón
opera con un pico de 3MW.
Usado para aceleradores de
baja energía (hasta de 6MV)
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
B. Componentes
1. Fuentes de Microondas: Klystron
Es un amplificador de microondas
que necesita ser abastecido por un
oscilador de microondas de bajo
poder, es decir, recibe a la entrada
ondas electromagnéticas de alta
frecuencia (microondas) y baja
potencia (400 W) y da a la salida
microondas de alta potencia (7 MW).
Empleado en aceleradores de alta
energía
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
B. Comparación
Magnetrón
 Usado en LINAC de baja s
energías (4-8 MeV) Pico 3MW.
 Menor voltaje.
 Menor tamaño.
 No requiere conductor de RF.
 Puede ser montado en el
gantry giratorio.
Klystron
 Usado en LINAC de alta energías
(10-25 MeV) Pico 7MW.
 Alto voltaje.
 Mayor tamaño.
 No puede ser montado en el
gantry giratorio.
 Requiere un conductor de RF.
 Necesita ser montado con un
tanque de aceite aislante.
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
B. Componentes
3. Modulador
El modulador suministra los pulsos de
alta tensión que duran unos pocos
microsegundos a la fuente microondas
y al cañón de electrones.
Requerimientos para la
generación de microonda
Alto voltaje
Alta corriente
Pulsos de corta duración
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
El cañón de electrones es la
fuente de los electrones que
serán acelerados. Al igual
que en un tubo de rayos X
convencional, los electrones
se generan a partir de un
cátodo calentado por el
proceso
de
emisión
termiónica.
B. Componentes
4. Inyector
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ACELERADOR LINEAL
B. Componentes
5. Estructura aceleradora
1. Es el componente básico de un acelerador consiste de un tubo
de cobre cuyo interior esta dividido por discos o diafragmas
de cobre diferente apertura y espacio a un alto vacío.
Objetivos de las cavidades
 Acoplar y distribuir las
microondas entre las
cavidades.
 Proporcionar
campos
eléctricos con fases < a
la velocidad de la luz(c).
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
B. Componentes
5. Estructura aceleradora
2. Hay dos tipos de estructuras aceleradoras: la de onda de viajera
(traveling) Elekta y la onda permanente (standing) utilizada por
Mitsubishi, Siemens, y Varian. En ambos sistemas
los
electrones del cañón de electrones son introducidos a la sección
inicial de la aceleración (buncher) donde encuentran una intensa
onda de radiofrecuencia. En el primer caso, la onda se propaga a
lo largo del eje, y en el último, es estacionaria
onda de viajera (traveling)
onda permanente (standing)
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
B. Componentes
6. Sistema de orientación y enfoque del haz
Para evitar desviación del haz se aplica un campo magnético
estático a través de una serie de espiras focalizadas y
colocadas a intervalos y a lo largo de a guía.
Espiras de dirección
Espiras de focalización
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
B. Componentes
7. El sistema de plegado (Bending
Magnet)
Bending Magnets, son imanes de flexión que los utilizan
linacs que operan con energías por encima del 6 MeV,
donde la estructura aceleradora es demasiado larga y son
generalmente montados paralelos al eje de rotación de
ventana del haz de electrones los que deben ser dobladas
para que los de rayos X puedan salir a través de la ventana,
haz de salida.
Se han desarrollado tres sistemas : 90flexión; 270flexión
(acromático), y 112.5º (slalom) de flexión.
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
A.
B.
C.
D.
E.
Principios
Componentes
Cabezal
Gantry
Equipo Auxiliar
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ACELERADOR LINEAL
C. Cabezal
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ACELERADOR LINEAL
C. Cabezal
1. Filtro aplanador
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
Haz de
electrones
Haz de electrones
Colimador
primario
• No es
necesario el
blanco
• Lámina dispersora, para
producir
mayor
haz
(ampliarlo)
• El aplicador es necesario
para obtener una buena
delimitación del campo
en el paciente
Cámara de
ionización
Lámina
dispersora
Colimador
secundario
Colimador
de
electrones
Paciente
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ACELERADOR LINEAL
C. Cabezal
2. Colimador multihojas
• Para definir cualquier forma del haz
de radiación
• Algunas consideraciones
– Diferente ancho de hojas(1cm a
0.4cm)
– Reemplaza al colimador normal o
es adicional a este
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
A.
B.
C.
D.
E.
Principios
Componentes
Cabezal
Gantry
Equipo Auxiliar
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
D. Gantry
El gantry viene hacer la parte del acelerador lineal donde
se montan principalmente la estructura aceleradora y el
cabezal, es el que permite la rotación del haz alrededor de
paciente
Hay dos mecanismos : drive stand y
drum gantry
supports
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
D. Gantry
El isocentro es el punto en el espacio donde el gantry,
colimador y mesa rotan en común
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
A.
B.
C.
D.
E.
Principios
Componentes
Cabezal
Gantry
Equipo Auxiliar
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
E. Equipo Auxiliar
Sistema de bomba al vacío para producir presión
en la guía aceleradora y el generador de
radiofrecuencia.
Blindaje
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Sistema
de
enfriamiento
de
agua
usado
para
enfriar
la
estructura
aceleradora,
el blanco, el
circulador y el
generador de
Radio
frecuencia.
E. Pastor, E. Balde
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2008-10
ACELERADOR LINEAL
CONSOLA DE CONTROL
Monitor 1
Parámetros del campo.
Monitor 2
Control de la
administración del
tratamiento del
paciente.
Monitor 3
Dispositivo de imagen
portal electrónica EPID
3
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1
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2008-10
CONTENIDO
1.
2.
3.
4.
5.
Introducción
Unidades de Kv
Unidades de Cobalto
Acelerador Lineal
Nuevas tecnologías
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56
2008-10
RADIOTERAPIA
Objetivos
 Obtener altos índices de
conformación geométrica
ajustados a la forma de
los volúmenes tumorales.
 Lograr distribuciones de
dosis con el objeto de
alcanzar una dosis eficaz
en el tumor y/o minimizar
la radiación innecesaria
en tejidos sanos.
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2008-10
NUEVAS TECNOLOGÍAS
Desarrollo Tecnológico
 Radiocirugía estereotáxica.
 Radioterapia Estereotáxica
fraccionada.
 Radioterapia Conformada
Tridimensional (3D).
 Radioterapia de Intensidad
modulada IMRT
Tomoterapia
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58
2008-10
NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
 Se define como una
nueva
técnica
de
administración
de
tratamiento con IMRT
que permite verificar y
corregir la posición del
paciente.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
OBJETIVOS
 Identificar las estructuras
anatómicas mediante la
adquisición de imágenes
volumétricas durante el
curso de tratamiento.
 Corregir los campos de
tratamiento de forma
automática.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Objetivos
 Tecnología
que
permite
realizar
tratamientos
precisos de volúmenes muy
pequeños o muy grandes, o
múltiples metástasis.
 Hacer posible evaluar y
comparar la ubicación diaria
de los volúmenes definidos
en planeación.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Es un moderno sistema de
terapia radiante que integra
los siguientes equipos en
uno solo:
 TAC Helicoidal
 LINAC
 Planificador de
tratamientos
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
Equipos usados
en Tomoterapia
1. TAC y LINAC.
Juntos en una sala con
una mesa en común.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
LINAC
LINAC
Tubo
de Rx
sistema de imagen de Kv
(TAC) y un LINAC
Detector
2. Cone Beam.- Incorpora
3. Tomoterapia Hi Art
Detector
Detector
LINAC
Detector
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
Tomoterapia de última generación
 Planificación inversa.
 Alta precisión en el
pocisionamiento.
 Capacidad de modificación
para evitar reposicisionar al
paciente.
 Capacidad de TC.
 Tratamiento con IMRT
 Posibilidad de verificación
 Reconstrucción de dosis.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Características
COLIMADOR PRIMARIO
 Energía de 6 MV para
tratamiento y 3.5 MV
para imágenes de TAC.
LINAC
Haz
 Colimadores primarios
individuales.
MLC
Detector
Beam
Stop
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Terapia Helicoidal de uso clínico
.
Características
 Colimadores Multiláminas
binarios.
 compuestos por 64
laminas.
 tiempo de apertura/cierre
50 milisegundos.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Terapia Helicoidal de uso clínico
.
Características
 Distancia entre fuente y
eje de rotación 85 cm.
 Volumen máximo de
tratamiento: 40 cm de
diámetro x 160 cm de
longitud.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Terapia Helicoidal de uso clínico
.
Características
 Tasa de dosis: 850 cGy/minuto.
 Método de cálculo de dosis:
convolución / superposición.
 Sistema
informático
compuesto
por
32
procesadoras-computadoras,
calculan
y
almacenan toda la información necesaria para la
administración del tratamiento.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Terapia Helicoidal de uso clínico
.
Ventajas del gantry anular.
 Precisión en el isocentro del orden de la décimas
de mm.
 Una misma fuente para imágenes y tratamiento
asegura
que
la
tomoimágen
coincida
exactamente con el volumen irradiado en tiempo
real.
 La unidad de tomoterapia genera secciones de
TAC cada 5 segundos permitiendo discriminar
con nitidez las diferentes estructuras anatómicas
como pulmón, hueso, grasa, músculo.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Terapia Helicoidal de uso clínico.
Ventajas del gantry anular.
 Una dosis de tan sólo 0.5 a 1.5 cGy es suficiente
para visualizar estructuras en la tomoimagen,
resultando una dosis más baja que la dosis
recibida utilizando sistemas de imagen por TAC
convencional.
 Adquiere una imagen de la región de interés y de
el target justo antes de la administración de cada
fracción de tratamiento.
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NUEVAS TECNOLOGÍAS
TOMOTERAPIA
Interés Clínico.





ORL
Patología pulmonar
Próstata
Sistema Nervioso
Patología intra/extra craneal con criterio para
radiocirugía estereotáxica < a 3.5cm. de diámetro.
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BIBLIOGRAFÍA
1.Jacob Van Dyk. Modern Technology of Radiation Oncology.
2. Faiz Khan Roger A potichTreatment Planning in radiation Oncology
3. D. Ortiz de Urbina, JM.Delgado.Tomoterapia helicoidal.
4.CSN-CIEMAT
5.E.B.Podgorsac Technical editor
Radiation Oncology System Physics: Hand book
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