El documento describe el proceso de carcinogénesis como un proceso múltiple que involucra tres fases: iniciación, promoción y progresión. La iniciación implica la transformación de una célula, la promoción implica la división de la célula transformada produciendo un clon, y la progresión implica una tendencia hacia la malignidad y la capacidad de producir metástasis. Aunque los mecanismos precisos no se conocen completamente, se presume que la radiación podría actuar en cualquier fase, pero su papel es más relev

6. No se conoce los mecanismos precisos por el que una cepa celular especifica desarrolla un proceso de malignidad, pero se acepta que la carcinogénesis es un proceso múltiple, dividiéndose en tres fases: iniciación, Promoción; y progresión

7. iniciación Progresión Promoción Célula cepa Célula iniciadora Expansión clonal Muerte celular (necrosis – apoptosis) Célula normal metástasis

8. Fase de iniciación Implica que una célula se transforme, La mayoría de los cánceres parece iniciarse por una mutación en el DNA de una célula madre. Se presume que comienza como resultado de la desactivación de los genes supresores de tumores. Se piensa que también juegan un rol preponderante los proto-oncogenes, una vez activados el proceso es irreversible.

9. Fase de promoción Implica que la división de la célula madre transformada, produciendo un clon de células modificadas El clon de células puede ser eliminado por mecanismos biológicos, siendo menos probable la eliminación del mismo a medida que el número de células transformadas aumente. La fase de promoción parece ser potencialmente reversible.

10. Fase de progresión Tendencia progresiva hacia la malignidad Capacidad de producir metástasis Es un proceso complejo y multifacético, en el que el clon de cèlulas pre-neoplásicas parece que tiene que sufrir diversas alteraciones genéticas, que incluyen: cambios en la tasa de crecimiento, en la respuesta a factores de crecimiento, en su capacidad de invasividad, etc.

11. AUNQUE EN LA ACTUALIDAD LOS MECANISMOS DE INICIACION, PROMOCION Y PROGRESION NO SE CONOCEN EN SU TOTALIDAD, SE PRESUME QUE, SI BIEN LA RADIACION PODRIA ACTUAR EN CUALQUIERA DE LAS FASES DEL PROCESO CACINOGENICO, ES EN LA ETAPA DE INICIACION DONDE SU PAPEL ES MAS RELEVANTE, ES DECIR LA RADIACION PARECE SER MAS UN INICIADOR QUE UN PROMOTOR O UN AGENTE ESTIMULADOR DE LA PROGRESION

12. Tejido u órgano Por Sv Factor de riesgo (Sv -1 ) Factor de riesgo total Mama 1/400 2,5 x 10 -3 0.15 Medula ósea (leucemia) 1/500 2 x 10 -3 0.12 Pulmón 1/500 2 x 10 -3 0.12 Tiroides 1/2000 5 x 10 -4 0.03 Oseo 1/2000 5 x 10 -4 0.03 Otros tejidos 1/200 5 x 10 -3 0.30 Todo el cuerpo 1/80 1,25 x 10 -2 0.75 Efectos hereditarios 1/250 0.4 x 10 -2 0.25 Riesgo estocastico total 1/60 1,65 x 10 -2 1.00

13. PROPIEDADES DE LOS TUMORES Crecen con rapidez, de manera incontrolada con infiltración y destrucción de tejidos Se deslizan por espacios tisulares, destruyen estructuras y perforan vasos linfáticos y sanguineos

14. PROPIEDADES DE LOS TUMORES Forman metástasis a distancia Células que se desprenden del tumor primitivo y se transportan via sanguinea o linfática a otras partes del organismo, continuando asi su reproducción y crecimiento de nuevos tumores

15. PROPIEDADES DE LOS TUMORES Pueden reproducirse después de un tratamiento (recidivar) y la probabilidad de que ocurra depende del número de células viables o capaces de proliferar que queden sin destruir.

16. Tratamiento de tumores Cirugía Quimioterapia Inmunología Radioterapia

17. Radioterapia

18. Mecanismos Biológicos usados para el tratamiento de los tumores En los tejidos normales existe un equilibrio dinámico entre la cantidad de células que nacen y las que mueren, siendo muy diferente la velocidad con que ocurre el nacimiento y desaparición, según de que tejido se trate. Si este equilibrio se rompe por una destrucción anormal , tienen lugar fenómenos de regeneración y reparación acelerada con el fin de restablecer dicho equilibrio.

19. Tejido tiroideo (izquierda) y tejido paratiroideo (derecha) observe la diferenciación celular y la interface bien definida

20. Mecanismos Biológicos usados para el tratamiento de los tumores Las células tumorales, en cambio, tienen perturbada la comunicación intracelular. Esto ocasiona que no respeten dicho equilibrio, y que el tejido crezca incontroladamente, pero tambien esta misma perturbación hace que tenga “interrumpida” su capcidad de regeneración o reparación, tras una destrucción de parte de ella.

21. Tejido tumoral Tejido normal El tejido sano se regenera aceleradamente tratando Restablecer el equilibrio dinámico roto por la radiación 1 2

22. 400 1000 Dosis (rad) celulas sobrevivientes 1 0.1 0.01 Curva de respuesta celular

23. Alto let (neutrones) Bajo let (rayos X) 400 1000 Dosis (rad) Fraccion de celulas sobrevivientes 1 0.1 0.01 Influencia del LET Muy Alto LET (Alfa)

24. 400 1000 Dosis (rad) Fraccion de celulas sobrevivientes 1 0.1 0.01 2200 FRACCIONAMIENTO DE LA DOSIS 2800

25. TASA DE DOSIS ALTA TASA DE DOSIS 100 rad/min BAJA TASA DE DOSIS 30 rad/min 400 1000 Dosis (rad) Fraccion de celulas sobrevivientes 1 0.1 0.01

26. G1 Síntesis de proteinas G2 Reproducción celular

27. Aplicaciòn de la radioterapia Como la radiación afecta tanto a tejido sano como tumoral, no conviene proporcionar la dosis total de una sola vez y de manera rápida; conviene dar tiempo para favorecer la regeneración del tejido sano (se favorece asimismo, la repoblación, la reparación de daño sub-letal) es necesario aplicar la dosis total en forma fraccionada dejando tiempo suficiente para que se produzca la regeneración o bien aplicarla lentamente “no instantanea” (protracción).

29. Procedimientos y técnicas utilizadas en radioterapia Proporcionar una dosis elevada en el tumor con el mínimo de dosis y de volumen de tejido irradiado sano, propiciando los mecanismos biológicos de regeneración del tejido sano, mediante un reparto tumoral adecuado de la dosis

43. BRAQUITERAPIA Superficial Endocavitaria Intersticial Procedimientos y técnicas utilizadas en radioterapia Fuentes radiactivas

44. Braquiterapia DOSIS A 1 X.000 2 0.250000 X 75.00 3 0.111111 X 88.89 4 0.062500 X 93.75 5 0.040000 X 96.00 6 0.027778 X 97.22 10 0.010000 X 99.00 20 0.002500 X 99.75 30 0.001111 X 99.89 40 0.000625 X 99.94 50 0.000400 X 99.96 60 0.000278 99.97 100 0.000100 X 99.99 101 0.000098 X 99.99 102 0.000096 X 99.99 103 0.000094 X 99.99 104 0.000092 X 99.99 105 0.000091 X 99.99 110 0.000083 X 99.99 120 0.000069 X 99.99

45. TELETERAPIA Generadores de radiación Superficial o de contacto (10 – 50 kV) Media tensión (50 – 150 kV) Ortotensión (100 – 500 kV) Aceleradores de electrones Rayos X en el orden del MV Aceleradores de electrones en el orden del MeV Fuentes radiactivas Cs-137 Co-60 Partículas de alto LET (experimental) Alfa Protones Neutrones mesones

46. FUENTES GENERADORAS DE RADIACIÓN Terapia con rayos Grenz Tratamiento con rayos x de muy baja energía producidos con potenciales de alrededor de 20 kV.

47. FUENTES GENERADORAS DE RADIACIÓN Terapia de contacto Los equipos de terapia de contacto o endocavitaria operan a potenciales de 40 a 50 kV y permiten la irradiación de lesiones accesibles a muy corta distancia de la fuente (mancha focal) a la superficie (SSD 2.0 cm o menos). Opera con corriente de 2 mA y un filtro de 0.5 a 1.0 mm de Aluminio

48. FUENTES GENERADORAS DE RADIACIÓN El termino terapia superficial se aplica al tratamiento con rayos X producidos a potenciales entre 50 a 150 kV. El filtro varía entre 1 – 6 mm de aluminio y opera con una corriente de 5 a 8 mA El SSD típico es de 15 a 20 cm de tal forma que se pueden irradiar tumores que se encuentran 5 mm de profundidad

49. FUENTES GENERADORAS DE RADIACIÓN Terapia de Ortovoltage o terapia de profundidad ES el procedimiento en el que se usa rayos X con potenciales en el rango de 150 a 500 kV, 10 – 20 mA y filtros de 1 a 4 mm de Cu, se utilizan conos de colimación del haz, diafragma móviles. SSD típico 50 cm El máximo de la dosis ocurre muy cerca de la superficie de la piel y el 90% de dosis se obtiene a 2 cm. de la misma

50. FUENTES GENERADORAS DE RADIACIÓN Terapia de supervoltaje Rayos X en el rango de 500 a 1000 kV para solucionar los problemas técnicos derivado de la generación de tan altas diferencias de potencial se diseño la unidad de transformador resonante

51. FUENTES GENERADORAS DE RADIACIÓN Terapia de Megavoltaje Usa haces de rayos X de 1 MV a más Generador Van der Graff Aceleradores lineales Betatrón Microtrón

54. Acelerador lineal El acelerador lineal también llamado LINAC (linear accelerator) es un tipo de acelerador que le proporciona a la partícula subatómica pequeños incrementos de energía cuando pasa a través de una secuencia de campos eléctricos alternos. El acelerador lineal, fue propuesto en 1924 por el físico sueco Gustaf Ising. El ingeniero noruego Rolf Wideröe construyó la primera máquina de esta clase, que aceleraba iones de potasio hasta una energía de 50.000 eV.

55. Mientras que el generador de Van de Graaff proporciona energía a la partícula en una sola etapa, el acelerador lineal y el ciclotrón proporcionan energía a la partícula en pequeñas cantidades que se van sumando.

57. Este aparato permite acelerar electrones con energías entre 4 y 35 MeV; la selección de la energía de operación del Linac depende de la parte del cuerpo a irradiar.

58. El haz de electrones se acelera utilizando microondas de alta frecuencia, las cuales se propagan por una guía de ondas. Los electrones al incidir sobre el blanco, el cual normalmente es de tungsteno, producen rayos X.

59. Los colimadores que se encuentran después del blanco sirven para determinar la forma y el tamaño del haz que incide sobre el paciente. Para poder aplicar una dosis uniformemente distribuida sobre el tumor, el Linac gira alrededor de un eje de rotación de tal manera que el paciente pueda ser tratado desde varias orientaciones, optimizando el volumen irradiado sin causar mucho daño al tejido sano

60. Unidad de cobalto Con la construcción de reactores nucleares de alto flujo de neutrones fue posible la fabricación de fuentes de isótopos artificiales de alta actividad y tamaño reducido. Se utilizó durante algún tiempo el Cs (Cesio) pero el mejor resultado lo tuvieron las unidades de Co.

61. Un átomo de Co tiene una probabilidad conocida de sufrir un decaimiento consistente en la transformación de uno de los neutrones de su núcleo en un protón, emitiendo en el proceso un electrón que es absorbido en la propia fuente, que lo lleva a ser un átomo de Ni excitado. La energía de excitación es cedida mediante un decaimiento consistente en la emisión de un fotón de 1,33 MeV y otro de 1,17 MeV para llevar el átomo de níquel a un estado estable.

62. El periodo de semi desintegración del Co tiene un valor de 5,27 años. Lo que significa que para tener una calidad aceptable en los tratamientos médicos con esta fuente de radiación es necesario sustituirla cada cierto tiempo.

63. EQUIPO DE COBALTOTERAPIA Es un equipo utilizado para terapia con radiaciones, que consiste en un sólido container de plomo (cabezal) que contiene una pequeña pastilla de Co, con una actividad específica de alrededor de los 200Ci/g.

66. La pastilla de Co presenta un volumen aprox. de 5cc. Consiste en un pequeño container cilíndrico de metal pesado en cuyo interior se encuentra una cápsula de acero inoxidable que contiene al material activo.

68. Posición “off”- “on” El cabezal de un equipo de cobalto terapia, tiene aproximadamente la forma de un elipsoide con un canal central por donde se desplaza la pastilla, desde su posición “off” , hasta su posición “on” (posición de irradiación), la pastilla se encuentra justo en el centro de una ventana definida por un sistema de colimadores de tipo “arco móvil”.

69. El cabezal en alguno de los equipos (caso de los theratrones) está asociado a un sistema en forma de “U “ que puede rotar 360º para tratamiento rotatorio o de arco. El punto donde se cruzan el eje de giro del brazo con el eje de giro del colimador y con el eje de giro de la mesa se denomina isocentro En las unidades de Co suele estar a 80 cm. de la fuente. Si colocamos el isocentro dentro del volumen a irradiar, giremos hacia donde giremos siempre estaremos apuntando al isocentro.

70. El mecanismo de funcionamiento del equipo se encuentra en una consola de comandos, fuera del salón de irradiación, en donde se encuentran, las llaves de seguridad, las opciones “on”, “off ”, “reset”, así como el temporizador, y algunas opciones de tratamiento ( fijo, rotatorio, arco, etc.)

71. Geometría del haz de irradiación A través del colimador de todo equipo de cobaltoterapia en posición “on” emerge un haz que para todo propósito práctico puede considerarse como un haz “ piramidal” de base rectangular. Se han definido cuatro parámetros asociados a este haz: Distancia fuente superficie (SSD). Es la distancia desde el centro efectivo de la fuente, hasta la superficie del material irradiado. Distancia fuente cámara (SCD). Es la distancia desde el centro efectivo de la fuente, hasta la posición de la cámara de ionización. Profundidad (P) Es la distancia desde la superficie del material irradiado hasta el punto de interés. Campo (c) Área de la base de la pirámide formada por una intersección del haz con un plano perpendicular a él en el punto de interés.

72. Campo(cc) Cámara de ionización SSD SAD

73. Además existen 3 ejes principales, definidos con fines de calibración: Eje de rotación del colimador: es el eje básico, alrededor del cual gira el colimador. Eje del haz de irradiación: es una línea imaginaria que pasa por el centro efectivo de la fuente, y el centro de gravedad del área en el plano de referencia (plano perpendicular al eje de haz) en la que la dosis absorbida sobrepasa al 50% de la dosis absorbida máxima en ese plano. Eje del haz luminoso: es una línea imaginaria que pasa por el centro efectivo de la fuente de luz y el centro de gravedad del área, en la que la intensidad luminosa sobrepasa el 50% de la intensidad máxima de la luz en la superficie de referencia.