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Objetivos: Comprender como se generan la radiación necesaria para el tratamiento radiológico.
Radiobiología Celular4.1 Introducción
www.gphysics.net – UFRO-2008-Master-Fisica-Medica-1-1-Introduccion-08.08
Dr. Willy H. GerberInstituto de Fisica
Universidad AustralValdivia, Chile
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Efecto de radiación sobre culturas de células
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Relación supervivencia dosis
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Origen de la muerte de la célula
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Radicales libresDaño a la cadena de ADN
Bajo LEDRayos X y γ
Alto LEDIones, α, neutrones
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Daño a la cadena ADN
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Efectos del daño
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El daño lleva a que la célula no puede multiplicarse
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Consecuencias
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DañoADN
Reparación Irreparable Error en reparación
Error en cromosoma
Muertecelular Mutación
Cáncer
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Objetivo
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Probabilidad de controlar el tumor(TCP)
Probabilidad de complicaciones(NTCP)
Dosis (Gy)
Prob
abili
dad
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Uso de modelos
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Los modelos permiten poner a prueba nuestras hipótesis de como las células reaccionan a la radiación (mas bien permiten descartar hipótesis pero no confirmarlas)
Dan una base para estimar probabilidad de sobrevivencia en base a mediciones que se emplean para ajustar permitiendo estimar el resultado en situaciones aun no medidas
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Uso de modelos
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Prob
abili
dad
de s
obre
vive
ncia
Dosis
Rayos Xpartículas
RBE – Relative Biological Effectivness efecto biológico relativo respecto de rayos X
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LET
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LET – Linear energy transfer [keV/μm o eV/nm]
200 keV/μm
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OER
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OER – Oxygen Enhancement Ratio – eficiencia por efecto del oxigeno
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Bases de los modelos
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Modelo
Daño
Reparación
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Modelo LQ
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El efecto
Modelo LQ (Lea DE & Catcheside DG (1942), J. Genet. 44: 216-45)
Biologically Effective Dose (BED)
Efectividad relativa
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Mediciones y modelo LG
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Dosis D [Gy]
Frac
ción
que
sob
revi
ve S
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Influencia del oxigeno
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Frac
ción
que
sob
revi
ve S
300 keV rayos – X, celulas bajo aire y anoxia Nias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis
Dosis D [cGy]
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Influencia del oxigeno
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Frac
ción
que
sob
revi
ve S
Dosis D [Gy]
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Efecto neutrones vs rayos X
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Frac
ción
que
sob
revi
ve S
14 MeV neutrones y 250 keV rayos – X, celulas bajo aire y nitrogenoNias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis
Dosis D [cGy]
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Fraccionamiento
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Dosis (Gy)
Frac
ción
que
sob
revi
ve
Dosis única
Múltiple dosis
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Sensibilidad
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Dosis (Gy)
Frac
ción
que
sob
revi
ve
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Modelos
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Dosis (Gy)
Frac
ción
que
sob
revi
ve
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Problemas con la distribución de los parámetros
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Statistical distribution
Radiobiological Modelling in Radiation OncologyBy Roger Dale, Roger Dale & Bleddyn Jones, Editors, Bleddyn Jones, British Institute of RadiologyContributor Roger Dale, Bleddyn JonesPublished by British Inst of Radiology, 2007ISBN 090574960X, 9780905749600292 pages
Radiobiology for the RadiologistBy Eric J. Hall, Amato J. GiacciaPublished by Lippincott Williams & Wilkins, 2006ISBN 0781741513, 9780781741514546 pages
An Introduction to RadiobiologyBy A. H. W. NiasPublished by Wiley_Default, 1998ISBN 0471975907, 9780471975908384 pages
Introduction to RadiobiologyBy Maurice Tubiana, J. Dutreix, A. Wambersie, David K. BewleyTranslated by David K. BewleyContributor J. Dutreix, A. Wambersie, David K. BewleyPublished by Taylor & Francis, 1990ISBN 0850667453, 9780850667455371 pages
Problemas con la distribución de los parámetros
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