domingo, 31 de mayo de 2015

T22.- El acelerador lineal, 10 cuestiones

1. ¿ Qué sistemas de producción de microondas hay? ¿Hay alguno mejor (quizá más caro)? (una comparativa de características) ¿Se pueden utilizar los dos en el mismo acelerador?

Las microondas pueden ser generadas por un Magnetrón u oscilador de RF (horno microondas) que produce microondas de alta potencia y por un Klystron que es un amplificador de RF que convierte microondas de baja potencia en microondas de alta potencia. Este último tiene un coste muy superior al Magnetrón, que es un sistema mucho más simple y con menos componentes y son sistemas que no podremos usar en un mismo acelerador.






2. Los electrones se pueden acelerar mediante onda estacionaria u onda progresiva ¿Se puede elegir en cada tratamiento? ¿Hay alguna característica constructiva del equipo ligada a este hecho?



No se pueden elegir en cada tratamiento ya que son generadas por equipos con características constructivas diferentes. En onda estacionaria la señal es inyectada en cualquier punto y ésta se propaga y se refleja, tiene un patrón estacionario. En el caso de onda progresiva, se inyecta la señal en un extremo y se extrae del contrario





3. Para el guiado final del haz de electrones al objetivo ¿qué alternativas hay para realizar la deflexión? ¿Siempre hay filtrado acromático? ¿En qué consiste?


Sección aceleradora mide alrededor de 2m y es paralela al suelo. Debido a que el paciente se sitúa en una mesa paralela al suelo hay que desviar la trayectoria de los electrones. Para ello se emplean unas bobinas magnéticas que permiten desviar la trayectoria de los electrones. 

· Incidencia del haz sobe el plano de tratamiento.

· Selección y control de la energía del haz.

Cuando la desviación magnética es a 90º, se utiliza un sistema muy compacto que emplea un imán muy intenso. Cuando la deflexión es de 270º es una deflexión acromática y permite focalizar el haz corrigiendo la energía y posibles variaciones del haz.




4. Colimador ¿qué es lo que se colima, electrones, fotones, ambos...?


Se coliman ambos. Mediante las bobinas se consigue desviar la trayectoria de los electrones y en este proceso existe colimación ya que interesa que el haz sea lo más estrecho posible. Una vez que se consigue desviar la trayectoria de los electrones y se crea el fotón se vuelve a aplicar la colimación para adaptar a la forma y tamaño al volumen a irradiar.


5. ¿En qué consiste el filtrado de nivelación? ¿Con qué dispositivo se efectúa?


Una vez los electrones se han acelerado, el filtro aplanador es el encargado de homogenizar el haz y eliminar el exceso central en el perfil de radiación. Ya que este tiene una forma gaussiana como explica la imagen de a continuación y si no se corrigiera podría afectar a la calidad del tratamiento:


Se consigue atenuar entre el 50-90% del haz central. Este filtro es más grueso en la parte central, tiene una forma cónica tal que el haz de fotones a la salida del filtro sea uniforme. Los filtros de 6 y 10 MV están hechos de cobre, mientras que el de 15 MV es de tungsteno y el de 18 MV de acero. Los diferentes tipos de filtros también se diferencian en el grosor del cono para distintas aplicaciones. Luego se pondrán en un carrusel para no tener que estar cambiándolos para cada tratamiento



6. ¿Cuántas cámaras monitoras hay? ¿Por qué más de una? ¿Qué es lo que monitorizan?


El haz de irradiación, ya sea de fotones o de electrones, incide sobre varios monitores que miden la dosis a que se somete el paciente. La función de estos monitores, formados por cámara de ionización, es medir la intensidad, la dosis integrada y la simetría del campo. 
Están calibradas por radiofísicos y consisten de la siguiente manera: Una cámara, llamada primaria, detiene el tratamiento cuando el paciente ha recibido la cantidad de unidades de monitor programadas. La cámara secundaria es una cámara de seguridad que detiene la irradiación en caso que falle la primera. Dos cámaras adicionales controlan la dosis y la uniformidad del campo de irradiación y la interrumpen si se superan los límites prefijados.



7. La fase de planificación del tratamiento ¿qué variables tiene que planificar?

Las variables a planificar dentro del tratamiento son:

- Electrones o fotones: Se aplicarán con una energía comprendida entre 4 y 25 MeV. Con los fotones se usará un filtro aplanador y con los electrones se usará un filtro difusor. Como se puede observar en la imagen, los fotones tienen mayor penetración que los electrones (los fotones son usados más comúnmente).

- Energía: Energía con la que se va a aplicar la radiación en función de la posición del tumor.

- Dosis: Se ajusta la dosis al volumen tumoral.

- Campos de aplicación: Se van a posicionar los haces de radiación en función de la posición del tumor dentro del paciente.

- Fraccionamiento de la dosis: Esto permite un mejor control tumoral (utiliza las curvas de supervivencia de las células).




8. ¿Por qué hay que sujetar a los pacientes de una forma tan rigurosa?

Para asegurar que la parte del paciente que se está tratando permanece en la misma posición y que los cambios inicialmente planificados y documentados en imágenes puedan reproducirse con exactitud.

Por otra parte también se quiere asegurar que, si ha de tratarse más de un volumen de planificación, estos volúmenes mantendrán una posición relativa constante y reproducible entre cada uno. También se facilita la exactitud del ajuste de los campos individuales con respecto a la posición en el paciente y la unidad de tratamiento. 



9. ¿Qué es radioterapia guiada por imagen? ¿Se puede realizar con cualquier acelerador? ¿Se puede evitar en este caso la planificación? ¿Y la fijación?

La radioterapia guiada por imagen se basa en el principio de que un tumor puede cambiar de posición a lo largo del tratamiento (por ejemplo, por procesos metabólicos o fisiológicos, como la respiración). Para ajustar la posición del tumor en cada momento, se realiza una monitorización mediante técnicas de imagen, como puede ser ultrasonidos o Rayos X, tomando imágenes frecuentemente durante el tratamiento para mejorar la localización. Es muy útil para coordinar el tratamiento, por ejemplo, con los latidos del corazón o la respiración para emitir el pulso de radiación en el momento oportuno.



Esto no puede realizarse con cualquier acelerador; es necesario que el aparato disponga del sistema de imagen concreto incorporado al conjunto, para realizar coordinadamente los pasos de obtención de imagen.

La planificación sigue siendo necesaria, ya que el sistema sigue necesitando unos puntos de partida y unas consignas que realizar, y el sistema de guiado de imagen simplemente es un apoyo al posicionamiento.

En este caso, la fijación se puede relajar, ya que el sistema ayudará a un correcto posicionamiento del haz, y siempre que el movimiento no sea demasiado brusco, el sistema se las podrá arreglar para realizar el guiado.



10. ¿Algo más que te haya llamado la atención de los vídeos o del tema en general?

El proceso de diseñar una forma concreta para el haz me ha parecido muy curioso, ya que tiene un trabajo previo de modelado 3D importante, y posteriormente se realiza una especie de Tomografía inversa, ya que de la forma 3D tenemos que calcular cada una de las proyecciones y después modelar la forma de cada proyección e ir emitiéndola 1 a 1 por todo el contorno para que el total sume lo que queremos irradiar. Es interesante como se generan las formas, con láminas que se desplazan individualmente para ir construyendo diferentes formas.


T21.- Sobre Radioterapia. Fundamentos básicos.

Curvas de sensibilidad diferencial:



  • Células muy radiosensibles: Son las células que se reproducen mucho: linfocitos, linfoblastos, espermatogonias y mieloblastos.
  • Células relativamente radiosensibles: mielocitos, células basales de la epidermis, células de las criptas intestinales.
  • Células de radiosensibilidad intermedia: células endoteliales, osteoblastos, espermatocitos.
  • Células relativamente radiorresistentes: granulocitos, espermatozoides.
  • Células muy radiorresistentes: fibrocitos, condrocitos, células musculares y nerviosas.
 

Recuperación diferencial:


Muerte celular:



T20.- Pregunta test de ECO

¿En qué área se emplea el efecto piezoeléctrico?
  • Resonancia magnética nuclear
  • Medicina nuclear
  • Ecografía
  • Rayos X

lunes, 18 de mayo de 2015

T18. PREGUNTA SOBRE MEDICINA NUCLEAR



La tomografía por emisión de positrones se podría utilizar para:

  • Comprobar si hay algún punto neoplásico en el organismo que metaboliza rápidamente la glucosa
  • Estudiar la información estructural de un tumor 
  • Hacer el seguimiento de una determinada molécula en el cuerpo gracias a su emisión monofotónica
  • Determinar la extensión de una fractura de hueso

T17. SPECT & PET



3.- El problema de la atenuación:

¿En qué consiste el "problema de la atenuación"? ¿Afecta igual en SPECT y PET? ¿Qué posibilidades hay para solucionarlo?

La atenuación implica una disminución en las cuentas detectadas y por lo tanto de información durante la adquisición del estudio. Habrá entonces una relativa sobrestimación de la actividad en órganos cercanos a la superficie corporal, mientras que la actividad de los órganos internos será subestimada.

La corrección de atenuación consiste en compensar la actividad de los fotones atenuados, restableciendo las cuentas en la imagen y reduciendo el ruido de fondo. Es un proceso importante para mejorar la calidad e indispensable para poder realizar un análisis cuantitativo de las imágenes.

En realidad nos gustaría que en un cuerpo donde el radiofármaco está uniformemente distribuido, la señal recibida fuera como el de la izquierda. En cambio, tanto en el PET como en el SPECT ocurre lo contrario, es decir, que hay una resistencia por parte de los tejidos a la radiación gamma emitida por el radiofármaco y solo se recibe una pequeña señal en la zona que tiene más profundidad y una mayor detección en la más fina.

La diferencia entre la atenuación del PET y del SPECT depende de la energía que emiten los radiofármacos y de los tipos de radiofármacos utilizados (ya que en el PET son emisores de positrones y envían en direcciones opuestas dos fotones cuando en el SPECT es un único fotón). Es más dificil que se detecten los dos fotones sin que ninguno se haya absorbido. Por eso, solo el 15% de los pares de fotones que tienen que atravesar 20 cm son detectados en el PET.


Entonces, para solucionar el problema se hacen diferentes mediciones para calcular la atenuación:
1.       Se hace una medicion con una fuente externa de positrones sin paciente
2.       Se hace otra medición con una fuente externa y con el paciente pero sin radiofármaco
3.       Se hace la medición en el paciente una vez suministrado el radiofármaco


En sistemas de combinación de técnicas de tomografía computerizada y PET, se puede calcular la atenuación mediante el TC y luego eliminarlo del PET, obteniendo unos resultados mejorados.

jueves, 7 de mayo de 2015

T16. LA GAMMACÁMARA



1.- El colimador. ¿De qué material es? ¿Por qué? ¿Hay alguna relación entre el grosor de los septos y la energía de la radiación? ¿Por qué? ¿Con qué se correlaciona el tamaño de los huecos entre septos (área y profundidad)? ¿Por qué es importante, qué ocurriría si no estuviese? etc.

El colimador es de plomo porque es capaz de absorber los rayos de alta energía y así deja pasar los que vienen en dirección tangencial al plano.
En relación al grosor de los septos, cuanto más grueso sea este menos energía pasará, debido a que cuanto más plomo haya, menos fotones atraviesan el colimador.
El tamaño de los huecos se puede relacionar con la sensibilidad y la resolución. Es decir, que cuando se aumenta el área del hueco, disminuye la resolución y mejora la sensibilidad, y al revés.
Si no estuviera el colimador, no sabríamos de dónde provienen los fotones y la imagen no estaría bien definida. En consecuencia, no seríamos capaces de discriminar la localización del radiofármaco.

2.- El centelleador. ¿De qué materiales puede ser? ¿Hay alguno típico (ventajas/inconvenientes)? ¿Hay alguna relación entre el grosor del centelleador y la resolución de la imagen? ¿Y con la sensibilidad? etc.

Es un componente que transforma un fotón de alta energía (rayos gamma) en fotones de menor energía (rango visible). El material más común es el NaI(Tl), yoduro de sodio dopado con talio. 

-          Ventajas

o   Alta eficiencia generación luz (12%)
o   Energía excitación y desexcitación: 410 nm=3eV

-          Desventajas

o   Frágil
o   Sensible a la temperatura
o   Higroscópico

Si el cristal es estrecho, la dispersión luz generada es menor, por eso, tenemos mejor resolución espacial. En cambio, al tener menos material para frenar los fotones, tenemos peor eficiencia de detección, es decir, que se pierde sensibilidad y viceversa.

3.- El optoacoplador. ¿Qué es? ¿Para qué sirve? ¿De qué está hecho? ¿Cuál es su principal característica de diseño? etc.

Es una especie de gel transparente que hace que no se dispersen los fotones cambiando su dirección por el cambio de medio. Es de grasa o de silicona y su característica de diseño es un índice de refracción parecido del medio del que proviene y al que se direcciona, en este caso, el cristal tiene un índice de refracción alto por lo que el optoacoplador también lo tendrá. Lo fundamental es evitar cambios muy grandes, es decir, que no haya aire. 

4.- Los tubos fotomultiplicadores. ¿A nivel de diagrama de bloque (entradas/ salidas) qué hace? ¿Necesita alimentación? ¿Qué tamaño tienen (aprox.)? ¿Cuántos hay? ¿Cómo se relacionan con la resolución? ¿Por qué no se ponen más?




Sí que necesita alimentación, lo hace mediante una pila. Tienen un diámetro de 5-7 cm y su sección suele ser circular o hexagonal. Además un cabezal suele contener desde 40 hasta 100 tubos. El problema de la baja resolución se soluciona mediante la lógica de Anger. No se pueden poner muchos más fotomultiplicadores por el diseño, ya que tiene que tener un espacio suficiente.

5.- La lógica Anger. ¿Qué es? ¿Para qué sirve? ¿Que limitaría la resolución en caso de no utilizarla? ¿Cómo se implementa?

Es un procedimiento matemático que sirve para mejorar la resolución de imagen de los fotomultiplicadores. En caso de no utilizarla, el tamaño de los fotomultiplicadores y con ello la cantidad de los mismos, limitaría la resolución.
Se suman todas las señales eléctricas que serán dependientes de la fuente de radiación en el eje x y en el eje y. Se hace una media ponderada entre todos los detectados y se descartan los valores demasiado altos o bajos que habrán sido debidos al ruido.

6.-  Análisis de energía. ¿Qué elemento del sistema es sensible a la energía? Por cierto, ¿la energía de qué? ¿Qué utilidad tiene medir esa energía? ¿Contribuye a la imagen de alguna manera?

El sistema sensible a la energía en la gammacámara es el cristal centelleador debido a qué más energía incidente tenga, mayor número de fotones visibles genera. Nos referimos a la energía del fotón gamma incidente. Esto nos permite generar la imagen que refleja la emisión del radioisótopo dentro del organismo.