Magnitudes y Componentes en Radioterapia: Exposición, Dosis y Equipos ALE

Magnitudes Fundamentales en Radioterapia

Exposición (X)

Se define como el cociente X = dQ/dm, donde dQ representa la carga total de todos los iones de un mismo signo producidos en aire y absorbidos en una masa dm. La unidad en el Sistema Internacional (SI) es el Culombio por kilogramo (C/kg).

Tasa de Exposición

Se define como dX/dt, donde dX es el incremento de exposición durante un intervalo de tiempo dt. La unidad en el SI es C/kg por segundo (C/kg·s).

Kerma (K)

Es una magnitud característica de un campo de partículas no cargadas (neutrones y fotones). Se define como K = dE_tr/dm, donde dE_tr es la suma de todas las energías cinéticas iniciales de las partículas ionizantes cargadas liberadas en un material de masa dm. La unidad en el SI es el Julio por kilogramo (J/kg), y su nombre especial es el Gray (Gy); 1 Gy = 1 J/kg. La unidad antigua es el rad.

Dosis Absorbida (D)

Se define como D = de/dm, donde de es la energía impartida por la radiación a un material de masa dm. Es válida para cualquier tipo de radiación.

Relación entre Exposición y Dosis Absorbida

D = f · X, donde D es la dosis absorbida en un punto espacial, X es la exposición en aire y f es un factor que relaciona la dosis absorbida con la exposición.

Dosis Equivalente (H)

Es la dosis absorbida multiplicada por un factor de ponderación de la radiación (w_R), que es adimensional. Para la mayoría de las radiaciones, w_R = 1, excepto para partículas alfa (w_R = 20) y neutrones (w_R varía entre 5 y 20). La unidad es el Sievert (Sv); 1 Sv = 100 rem. Numéricamente, la dosis absorbida y la dosis equivalente son iguales cuando w_R = 1.

Dosis Efectiva (E)

Magnitud que considera la combinación de diferentes dosis en diferentes órganos debido a una radiación de cuerpo entero.

Equipos de Radioterapia Externa: Aceleradores Lineales (ALE)

Los Aceleradores Lineales de Electrones (ALE) son los equipos más utilizados en tratamientos de radioterapia externa. Generan haces de fotones (radiación de frenado, rayos X) y de electrones.

Partes Principales de un ALE

• Estativo: Soporte anclado al suelo que sostiene el brazo.
• Brazo (Gantry): Estructura móvil que contiene los componentes generadores de radiación.
• Modulador: Suministra energía al cañón de electrones y al sistema generador de radiofrecuencias.
• Mesa de tratamiento: Donde se posiciona el paciente.
• Zona de control: Desde donde se opera el equipo.

Componentes para la Creación de Electrones

• Modulador: Transforma la corriente alterna de la red en pulsos de alta frecuencia.
• Sistema generador de radiofrecuencias:
  • Magnetrón: Origina energía de microondas de alta potencia.
  • Klystron: Amplificador de potencia de las RF generadas por un oscilador de baja frecuencia.
• Sistema de inyección de electrones: Proporciona un haz de electrones con una cierta velocidad inicial.

Guía de Ondas

Formada por una serie de cavidades metálicas rectangulares o circulares donde se ha hecho el vacío. Suministra un campo eléctrico para acelerar los electrones.

Componentes del Cabezal (para Rayos X)

• Blanco: Donde se produce la radiación de frenado cuando los electrones interaccionan con él.
• Colimador primario: Define un espacio de vacío para el haz.
• Filtro aplanador: Colocado a la salida del haz primario para homogeneizar la tasa de dosis absorbida.
• Cámaras monitoras: Sistema de control de la dosis a la salida.
• Espejo: Permite visualizar el campo de tratamiento iluminado.
• Colimador secundario: Dos pares de bloques de alto número atómico (mandíbulas o mordazas) que se mueven independientemente para conformar el haz.