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TERAPIA CON FOTONES
MONOENERGÉTICOS
Antonio M. Lallena
Universidad de Granada
Madrid, marzo 2003
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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)
La dosis profunda aumenta con la energía
La dosis profunda aumenta con el tamaño de campo
La dosis profunda aumenta con la distancia a la fuente
Modulación de fluencia: Cuñas
SIEMENS MEVATRON KDS
D. Sheikh-Bagheri and D.W.O. Rogers
Monte Carlo calculation of nine megavoltage photon beam spectra using the BEAM code
Med. Phys. 29 (2002) 391-4012
6 MV
18 MV
Photon spectrum
0.00025
0.00020
Emean= 1.79 MeV
Emean= 4.09 MeV
0.00015
0.00010
0.00005
0.00000
0
2
4
6
8
E [MeV]
mamas, miembros, ...
(80% de los tratamientos)
0
4
8
E [MeV]
tórax
abdomen
12
16
Rendimientos en
profundidad
Dosis normalizada
1.2
100.0
1.0
18MV
0.8
6MV
0.6
0.4
0.2
0.0
0
50
100
150
z [cm]
75.0
Co-60
RX 6MV
50.0
RX 18MV
25.0
Dosis normalizada
1.2
1.0
18MV
0.8
6MV
0.6
0.4
0.2
0.0
0
5
10
z [cm]
0.0
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
15
20
Rendimiento clínico
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
Fotones monoenergéticos
1MeV
2MeV
3MeV
5MeV
Dosis normalizada
1.2
1.0
8MeV
10MeV
12MeV
0.8
0.6
15MeV
18MeV
0.4
0.2
20MeV
0.0
0
50
100
150
z [cm]
Fotones monoenergéticos
1MeV
2MeV
3MeV
5MeV
Dosis normalizada
1.2
0.8
8MeV
10MeV
12MeV
0.4
15MeV
18MeV
20MeV
0.0
0
5
10
z [cm]
15
20
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
PROS
selección de energías
reducción de la dosis en piel
CONTRAS
¿creación de haces planos extensos
manteniéndolos monoenergéticos?