Al finalizar el curso el estudiante será capaz de: (i) Hacer la planificación de tratamientos con fotones, electrones y braquiterapia. (ii) Tomar decisiones asociadas a situaciones prácticas. (iii) Manejar la literatura relevante del área.

Diseño básico y funcionamiento de aceleradores de ondas estacionarias y viajeras para campos de fotones y electrones. Diseño básico y funcionamiento de una unidad de . Diseño básico y funcionamiento de unidades de ortovoltaje y rayos-X superficiales. Unidades de carga diferida a control remoto. Regulaciones y códigos de práctica para el uso de los equipos anteriores. Protocolos de control de calidad y calibración (4 horas).

Distribución de dosis y análisis de dispersión de fotones. Fantomas. Distribución de dosis en profundidad. Porcentaje de dosis en profundidad (%DD, Percentage Depth Dose). Dependencia de la calidad del haz con la profundidad. Formación de la dosis inicial. Efecto del tamaño y la forma del campo. Dependencia de la distancia fuente-superficie (SSD, Source-Surface Distance). Razón tejido-aire (TAR, Tissue-Air Ratio). Efecto de la distancia. Variación con la energía, profundidad y tamaño del campo. Factor retrodispersor (BSF, Backscatter Factor). Relación entre el TAR y el %DD. Conversión del %DD de una SSD a otra, según el método TAR. Cálculo de dosis en terapia rotacional. Razón aire-dispersor (SAR, Scatter-Air Ratio). Cálculo de dosis en campos de geometría irregular. Método de Clarkson (4 horas).

Sistema de cálculos dosimétricos. Parámetros para el cálculo de la dosis. Factor de corrección por dispersión del colimador . Factor de corrección por dispersión del fantoma . Razón tejido-fantoma (TPR, Tissue-Phantom Ratio) y razón tejido-máximo (TMR, Tissue-Maximum Ratio). Propiedades del TMR. Razón dispersor-máximo (SMR, Scatter-Maximum Ratio). Aplicaciones prácticas. Cálculos para el acelerador. Técnica SSD. Técnica isocéntrica. Cálculos para . Campos con geometría irregular. Variación de la SSD dentro del campo. Uso de herramientas computacionales y programas. Otros métodos prácticos para calcular la distribución de dosis en profundidad. Punto fuera del eje. Punto fuera del campo. Punto bajo el bloque. Obtención de . Obtención del TMR. Obtención del SMR (4 horas).

Planificación de tratamiento por radioterapia externa: Principios básicos, ley del inverso del cuadrado de la distancia, contribución de la radiación dispersada a la dosis recibida por el paciente. Adquisición de datos del paciente. Imágenes. Películas, CT (Computarized Tomography), US (Ultrasound), NM (Nuclear Medicine), MRI (Magnetic Resonance Imaging). Manejo de contornos. Técnicas de simulación. Colocación de paciente y su inmovilización. Uso de contraste. Marcadores. Elección de la modalidad apropiada y de la calidad de la radiación. Terapia de campos estacionarios. Terapia de campos móviles. Campos múltiples y accesorios para modificar los campos. Órganos críticos. Cálculo de distribución de dosis y unidades de monitoreo. Tiempo de tratamiento para planes de tratamiento de terapia externa. Uso de tomografía computarizada en la planificación de tratamiento. Corrección por inhomogeneidades (4 horas).

Interacciones de los electrones. Velocidad de pérdida de energía. Pérdidas por colisión (ionización y excitación). Pérdidas por radiación (bremsstrahlung, radiación de frenado). Polarización. Poder de frenado (stopping power). Dosis absorbida. Dispersión de electrones. Especificación y medida de la energía. Energía más probable. Energía media. Energía y profundidad. Determinación de la dosis absorbida. Calibración del haz. Cámara de ionización. Fantoma. Profundidad de referencia y tamaño del campo. Voltaje de la cámara. Efectos de polaridad de la cámara. Corrección por perturbación o reposición. Corrección por desplazamiento. Cálculo de dosis absorbida. Método de. Método . Distribución de dosis en profundidad. Características de los haces clínicos de electrones. Curvas de dosis en profundidad sobre el eje central. Curvas de isodosis. Aplanamiento y simetría del campo. Colimación del haz. Dependencia del tamaño del campo. SFD (Source-to-Film Distance) efectiva. Contaminación con rayos-X. Planificación del tratamiento. Selección de la energía y tamaño del campo. Correcciones de oblicuidad del haz y por brechas de aire. Inhomogeneidades del tejido. Hueso. Pulmón. Inhomogeneidades pequeñas. Uso de bolus y absorbentes. Problemas de campos adyacentes. Conformación del campo. Blindajes externos. Medidas de curvas de transmisión. Efectos del uso de bloques sobre la tasa de dosis. Blindaje interno. Terapia de arco con electrones. Calibración del haz para terapia de arco. Planificación de tratamiento. Energía del haz. Barrido del ancho del campo. Localización del isocentro. Conformación del campo. Distribución de isodosis. Irradiación dérmica de cuerpo entero. Técnica de traslación. Técnica de campos grandes. Aplanamiento del campo. Contaminación con rayos-X. Arreglo del campo. Distribución de dosis (4 horas).

Fuentes selladas, procedimientos para su uso apropiado y seguro, y la custodia de estas fuentes. Radium y sustitutos del radium. Aplicadores planos. Sistemas manuales y computarizados de implantes ginecológicos. Dosimetría para fuentes empleadas en braquiterapia. Medida de actividad de las fuentes. Calibración. Uso clínico, distribución de dosis alrededor de las fuentes. Computadoras para planificación de tratamiento. Pruebas de integridad de fuentes. Cálculo de tiempo de tratamiento (4 horas).

Uso apropiado y seguro, y custodia de fuentes. Cálculo de dosis a los órganos como resultado de la administración de esas fuentes. Protocolos para el manejo de esas fuentes abiertas (2 horas).

Aspectos físicos. Aparatos y accesorios. Simulador, unidad de terapia superficial, unidad de terapia con ortovoltaje, unidad de y aceleradores lineales, equipos de planificación de tratamientos, equipos de braquiterapia, pruebas de aceptación para cada una de estas unidades (4 horas).

Aspectos clínicos. inscripción, historia y exploración clínica, evaluación por enfermeras, análisis clínicos y estudios radiológicos, estudio patológico, evaluación del estadio, decisión terapéutica, discusión con el paciente, localización del volumen a tratar, simulación del tratamiento, conformación individual de los haces de radiaciones, prescripción del tratamiento, contorno del paciente, comprobación del plan de tratamiento, dosimetría exacta, geometría precisa, posición inicial del paciente, placas de localización, evaluación semanal, supervisión médica (3 horas).

Entrenamiento y educación del personal médico y paramédico (1 hora).

(1) Braquiterapia. Cálculo y colocación de un implante (2 horas).

(2) Planificación de tratamiento en radioterapia. Historia clínica. Cálculo, simulación, paciente en la unidad de tratamiento (3 horas).

(3) Control de calidad y calibración de una unidad de (8 horas).

(4) Control de calidad y calibración de un acelerador lineal (12 horas).

Aparte de una lista de artículos que los profesores suministrarán durante el curso, se debe considerar adicionalmente la consulta de la lista de libros que se cita a continuación:

1. AAPM, Report no. 13, Physical Aspects of Quality Assurance in Radiation Therapy, American Institute of Physics, New York, New York, USA, 1984.

2. AAPM, Report no. 17, The Physical Aspects of Total and Half Body Photon Irradiation, American Institute of Physics, New York, New York, USA, 1986.

3. AAPM, Report no. 19, Neutron Measurements Around High Energy X-Ray Radiotherapy Machines, American Institute of Physics, New York, New York, USA, 1987.

4. AAPM, Report no. 21, Specification of Brachytherapy Source Strength, American Institute of Physics, New York, New York, USA, 1987.

5. AAPM, Report no. 23, Total Skin Electron Therapy Technique and Dosimetry, American Institute of Physics, New York, New York, USA, 1988.

6. AAPM Task Group 21, A Protocol for the Determination of Absorbed Dose from High Energy Photon and Electron Beams, Medical Physics 10 no. 6 (1983) 741-771.

7. Akhiezer, A. I. and N. F. Shul'ga, High-Energy Electrodynamics in Matter, Gordon and Breach Publishers, Luxembourg, 1996.

8. Artsimovich, L. A. and S. Y. Lukyanov, Motion of Charged Particles in Electric and Magnetic Fields, MIR Publishers, Moscow, Rusia, 1980.

9. Atlas of Radiation Dose Distributions, Volumes I, II, III, IV and V, different years, International Atomic Energy Agency, Vienna, Astria.

10. Attix, F., W. Roesch and E. Tochilin, (editors), Radiation Dosimetry, Vols. I, II and III, Academic Press, New York, New York, USA, 1986.

11. Attix, F., Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry, John Wiley and Sons, New York, New York, USA, 1986.

12. Avendaño Cervantes, G. E., Fundamentos técnicos de la radiología y tomografía computarizada, Editorial Diana, México, 1993.

13. Bentel, G. C., Radiation Therapy Planning, second edition, McGraw-Hill, New York, New York, USA, 1992.

14. Berquest, T., R. Ehmen and G. May, Pocket Atlas or MRI Body Anatomy, Raven Press, New York, New York, USA, 1987.

15. Cember, H., Introduction to Health Physics, second edition, Pergamon Press, London, UK, 1983.

16. Chilton, A., J. K. Shultis, R. E. Faw, Principles of Radiation Shielding, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, USA, 1984.

17. DeVita, V., S. Hellman and S. Rosenburg, Cancer: Principles and Practice of Oncology, volumes I and II, second edition, J. B. Lippincott, Philadelphia, Pennsylvania, USA, 1985.

18. Dobbs, J., A. Barret and D. Ash, Practical Radiotherapy Planning, Arnold, London, UK, 1999.

19. Farago, P. S., Free-Electron Physics, Penguin Books, Harmondsworth, Middlesex, UK, 1970.

20. Gibbons, J. P. (Editor), Monitor Unit Calculations for External Photon and Electron Beams, Advanced Medical publishing, Madison, Wisconsin, USA, 2000.

21. Gilbert, H. and A. Kagan, Modern Radiation Oncology: Classic Literature and Current Management, Harper and Row, New York, New York, 1978.

22. Greene, D. and P. C. Williams, Linear Accelerators for Radiation Therapy, Institute of Physics, Bristol, UK, 1997.

23. Greening, J., Fundamentals of Radiation Dosimetry, Adam Hilger, Boston, Massachusetts, USA, 1981.

24. Godden, T., Physical Aspects of Brachytherapy, Adam hilger, Boston, Massachusetts, USA, 1988.

25. Hendee, W., E. Chaney and R. Rossi, Radiological Physics Equipment and Quality Control, Year Book Medical publishers, Chicago, Illinois, USA, 1977.

26. Horton, J. Handbook of Radiation Therapy Physics, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, USA, 1987.

27. IAEA Report no. 277, Absorbed Dose Determination in Photon and Electron Beams: An International Code of Practice, IAEA, Vienna, Austria, 1987.

28. Johns, H. E., J. R. Cunningham,The Physics of Radiology, fourth edition, Charles Thomas, Springfield, Philadelphia, Pennsylvania, USA, 1983.

29. Kawrakow, I., Accurate condensed history Monte Carlo simulation of electron transport, artículo en línea publicado por el Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá en la siguiente dirección URL: http://www.irs.inms.nrc.ca/inms/irs/papers/EGSnrc1/ionc.html. El trabajo ha sido publicado en Medical Physics en dos partes. La primera parte se publicó también bajo el título: EGSnrc, the new EGS4 version, Medical Physics 27 (2000) 485-498. Allí se describe la implantación de varios aspectos de la ténica de historia condensada en EGSnrc. Se incluye un algoritmo mejorado para el paso del electrón, un algoritmo para el cruce exacto de frontera (lo anterior se conoce como PRESTA-II), evalución de la pérdida de energía, método de la sección eficaz ficticia y dispersión elástica múltiple. La segunda parte se publica en papel bajo el título: Application to ion chamber response simulations, Medical Physics 27 (2000) 499-513. Este trabajo discute la aparición de varios artefactos debidos a la implantación imprecisa de la técnica de historia condensada y dá las expresiones analíticas para los efectos en la dosis simulada de la cavidad. Allí se demuestra que EGSnrc es capaz de hacer las simulaciones sin artefactos a un nivel del 0.1 %.

30. Kawrakow, I., and A.F.Bielajew On the condensed history technique for electron transport, artículo en línea publicado por el Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá en la siguiente dirección URL: http://www.irs.inms.nrc.ca/inms/irs/papers/LCA/LCA.html. El trabajo fue publicado también en el Nuclear Instruments and Methods B142 (1998) 253 - 280, y hace una extensa discusión de varios algoritmos de historia condensada y plantea la estructuración de un nuevo algoritmo para el paso del electrón que tiene un error de truncación que va a ser menor en un orden de magnitud al comparse con los algoritmos anteriores.

    Prof. Alex F. Bielajew, Ph. D., quien como profesor de la Universidad de Michigan coopera con el Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá. El Prof. Bielajew obtuvo primero un B.Sc. en Física en la Universidad de McGill, Montreal, Canadá en 1978 y después un Ph.D. en Física Teórica en la Universidad de Stanford en 1982. Su trabajo de investigación actual está vinculado al desarrollo de métodos analíticos y numéricos en el estudio de procesos de transporte de fotones y electrones, así como su aplicación a dosimetría de radiaciones t tratamiento de cáncer con radioterapia. Su página en Internet está en la dirección URL: http://www-ners.engin.umich.edu/people/faculty/bielajew.html

31. Kawrakow, I., and A.F.Bielajew On the representation of electron multiple elastic-scattering distributions for Monte Carlo calculations, artículo en línea publicado por el Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá en la URL: http://www.irs.inms.nrc.ca/inms/irs/papers/MSKB/mskb.html. El trabajo fue publicado en papel en Nuclear Instruments and Methods B134 (1998) 325 - 336, y presenta una teoría de dispersión múltiple, a cualquier ángulo, que incluye la sección eficaz de Rutherford apantallada.

32. Khan, F., The Physics of Radiation Therapy, Williams and Wilkins, 1984.

33. Klevenhagen, S. C., Physics and Dosimetry of Therapy Electron Beams, Medical Physics Publishing, Madison, Wisconsin, USA, 1993.

34. Knoll, G. F., Radiation Detection and Measurement, third edition, John Wiley and Sons, New York, New York, USA, 2000.

    Prof. Glenn F. Knoll, profesor de la Universidad de Michigan, individuo de número de la American Nuclear Society, miembro del Institute of Electrical and Electronics Engineers, asesor del Los Alamos National Laboratory y del Argonne National Laboratory. Obtuvo su B.S. en Ingeniería Química en el Case Institute of Technology en 1957, su M.Sc. en Ingeniería Química en la Universidad de Stanford en 1959 y su Ph.D. en Ingeniería Nuclear en la Universidad de Michigan en 1963. Su trabajo de investigación está orientado hacia el desarrollo de nuevos métodos para la detección y medición de radiación ionizante. Esto último incluye el desarrollo de instrumentació,n y técnicas asociadas a la espectroscopía con radiaciones ionizantes e imágenes con rayos gamma. Su página en INTERNET está en la dirección URL: http://www-ners.engin.umich.edu/people/faculty/knoll.html

35. Kosunen, A., and D. W. O. Rogers, Beam Quality Specification for Photon Beam Dosimetry, artículo en línea publicado por el Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá en la URL: http://www.irs.inms.nrc.ca/inms/irs/papers/KR/kr.html. El artículo se publicó en papel en Medical Physics 20 (1993) 1181 - 1188. En este trabajo se argumenta que el %dd(10), que es el porcentaje de dosis a una profundidad de 10 cm en un campo de 10 × 10 cm, es mejor parámetro para especificar la calidad del haz de fotones que el TPR₁₀²⁰ propuesto por el Dr. Pedro Andreo de la IAEA. El tema es altamente controversial y ha cobrado vigencia recientemente con la adopción del protocolo TG-51 por la AAPM.

36. Lawson, J. D., The Physics of Charged-Particle Beams, Oxford University Press, Oxford, UK, 1978.

37. Leo, W. R., Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1987.

38. Metcalfe, P., T. Kron and P. Hoban, The Physics of Radiotherapy, X-rays from Linear Accelerators, Medical Physics Publishing, Madison, Wisconsin, USA, 1997.

39. Miller, R. B., An Introduction to the Physics of Intense Charged Particle Beams, Plenum Press, New York, New York, U.S.A., 1982.

40. Rodríguez Duarte, C., I. Vaisman y R. Jiménez, Braquiterapia de Próstata, Producciones Karol C. A., Mérida, Venezuela, 2001.

41. Rogers, D. W. O., B.A. Faddegon, G.X. Ding, C.-M. Ma, J. Wei and T.R. Mackie, BEAM: A Monte Carlo code to simulate radiotherapy treatment units, artículo en línea publicado por el Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá en la dirección URL (Uniform Resource Locator) dada por: http://www.irs.inms.nrc.ca/inms/irs/papers/BEAM95/beam.html. El artículo fue sometido para su publicación en papel a Medical Physics 22 (1995) 503 - 524, y es un trabajo muy extenso que describe los detalles del código conocido como BEAM para simulación de transporte de fotones y electrones. También puede resultar útil consultar otra dirección URL como http://www.irs.inms.nrc.ca/inms/irs/BEAM/beamhome.html.

    Prof. Rock Mackie, Ph. D., profesor de la Universidad de Wisconsin, parado al lado de la primera unidad clínica de tomoterapia helicoidal construida en el mundo y que está ubicada en el complejo hospitalario de la Universidad de Wisconsin. La página en Internet que ofrece más información sobre el concepto de tomoterapia y su relación con el desarrollo de algoritmos de convolución--superposición está en la dirección URL (Uniform Resource Locator): http://www--madrad.radiology.wisc.edu/index.html

42. Shahabi, S. (Editor), Blackburns's Introduction to Clinical Radiation Therapy Physics, Medical Physics Publishing, Madison, Wisconsin, USA, 1989.

43. Sheikh-Bagheri D., D. W. O. Rogers, Carl K. Ross and J. P. Seuntjens, Comparison of measured and Monte Carlo calculated dose distributions from the NRC linac, artículo en línea publicado por el Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá en la siguiente dirección URL: http://www.irs.inms.nrc.ca/inms/irs/papers/nrc_bench/nrc_bench.html. El artículo fue sometido para su publicación en papel a Medical Physics, el número de marzo de 2000 y presenta los detalles de la comparación de las distribuciones de dosis medida y calculada en dos haces de fotones en el acelerador del NRC (las especificaciones completas del acelerador están referidas en el trabajo).

    Prof. Dave Rogers, Ph. D., quien es el lider del Ionizing Radiation Standards Group del Institute for National Measurement Standards de Canadá. La página en Internet que ofrece la lista del grupo está en la dirección URL: http://www.nrc.ca/inms/staff/staffirs.html

44. Webb, S., The Physics of Three-Dimensional Radiation Therapy, Conformal Radiotherapy, Radiosurgery and Treatment Planning, Institute of Physics, Bristol, UK, 1993.

45. Wiedemann, H., Particle Accelerator Physics, Volume I: Basic Principles and Linear Beam Dynamics, Volume II: Nonlinear and Higher Order Beam Dynamics. Springer-Verlag, Berlin, Germany, 1993.

[Página mantenida por el Prof. Rafael Martín Landrove, revisada el 14 de julio de 2004]