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FÍSICA DE BRAQUITERAPIA I
FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Curso Regional de Capacitación
Actualización en Braquiterapia de Alta Tasa de Dosis
4 al 8 Septiembre de 2017, Santiago, CHILE
Rubén A. Yáñez D. Físico Médic0 – Bioingeniero
Sub Depto. Oncología y Rdt.
Hospital Base Valdivia
Valdivia -‐ Chile
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
ESQUEMA
DE LA
PRESENTACIÓN
04-‐09-‐2017 2
1
•INTRODUCCIÓN
2
•CONCEPTOS FÍSICOS
3
•FUENTES SELLADAS
4
•EQUIPOS DE BT-‐HDR
5
•COMENTARIOS FINALES
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
HITOS EN BQT
04-‐09-‐2017 3
El primer isótopo utilizado clínicamente fue el radio
alrededor de 1903
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
HITOS EN BQT
04-‐09-‐2017 4
Aplicador superficial con distribución irregular de radio en la superficie del aplicador. (Murdoch, Bruselas 1933)
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
HITOS EN BQT
04-‐09-‐2017 5
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
HITOS EN BQT
04-‐09-‐2017 6
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
HITOS EN BQT
04-‐09-‐2017 7
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
BRAQUITERAPIA
EN LA
ACTUALIDAD
04-‐09-‐2017 8
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
BRAQUITERAPIA
EN LA
ACTUALIDAD
04-‐09-‐2017 9
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
OBJETIVOS
DE LA
PRESENTACIÓN
04-‐09-‐2017 10
➢ Repasar conceptos físicos básicos
➢ Conocer los isótopos más usados para Braquiterapia
➢ Entender el diseño básico de los equipos de modernos
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
ESQUEMA
DE LA
PRESENTACIÓN
04-‐09-‐2017 11
1
•INTRODUCCIÓN
2
•CONCEPTOS FÍSICOS
3
•FUENTES SELLADAS
4
•EQUIPOS DE BT-‐HDR
5
•COMENTARIOS FINALES
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 12
▪ Propiedad física inherente a ciertos núcleos atómicos.
▪ Los núcleos radiactivos no son estables y sufren
transformaciones nucleares.
▪ Producto de esta transformación los núcleos emiten
diferentes partículas (Alfa, Beta, Gamma, Neutrones…)
RADIACTIVIDAD
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 13
PARTÍCULAS Masa Carga Eléctrica
1 0
4(2P+2N) +2
1/1800 -‐1
0 0
0 0
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 14
DECAIMIENTO RADIACTIVO
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 15
DECAIMIENTO RADIACTIVO
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 16
DECAIMIENTO RADIACTIVOSe puede determinar el número N de núcleos radiactivos
de una misma especie que se encuentran en un instante t1
con la ecuación N =No ·∙ e-‐λt, donde No es el número de
núcleos radiactivos que había en el instante t0.
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 17
Período de semidesintegración = tiempo transcurrido en
el cual la mitad de la actividad original está aún presente
en la fuente
Actividad = número de desintegraciones por segundo.
Actividad específica = actividad por unidad de masa.
La energía de la radiación determina el alcance de la
radiación en el tejido (y los requisitos para el blindaje)
DECAIMIENTO RADIACTIVO
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 18
ACTIVIDADActividad radiactiva, es el número de núcleos atómicos
que se desintegran por segundo.
A
B
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 19
DECAIMIENTO RADIACTIVO
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
ACTIVIDAD
04-‐09-‐2017 20
A(t) actividad en el tiempo t A(0) actividad original en el tiempo 0 t tiempo
T1/2 período de semidesintegración
A(t) = A(0) exp (-‐t ln2 / T1/2)
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 21
La actividad es el numero de desintegraciones radiactivas
por segundo. La unidad de Actividad en el sistema
internacional unidades y medidas es el Becquerel.
Actividad = N. desintegraciones / Segundo = Becquerel [Bq]
Antiguamente se usaba como unidad de actividad el Curie
[Ci]. Un Curie es la Actividad de 1gr de Radio 226.
1 Ci = 3,7x1010 Bq
UNIDADES DE ACTIVIDAD
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 22
Medidas básicas para protegerse de una fuente radiactiva !!✓ DISTANCIA
!!
✓ TIEMPO !!
✓ BLINDAJE
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CONCEPTOS
FÍSICOS
04-‐09-‐2017 23
ATENCIÓN
Las unidades de actividad indican cuantas partículas se
emiten de una fuente radiactiva por unidad de tiempo,
pero no indica cómo podría afectar dicha radiación a los
organismos vivos.
ACTIVIDAD ¿DOSIS??
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
ESQUEMA
DE LA
PRESENTACIÓN
04-‐09-‐2017 24
1
•INTRODUCCIÓN
2
•CONCEPTOS FÍSICOS
3
•FUENTES SELLADAS
4
•EQUIPOS DE BT-‐HDR
5
•COMENTARIOS FINALES
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTES
SELLADAS Y NO
SELLADAS
04-‐09-‐2017 25
Las fuentes selladas se emplean en Braquiterapia
!▪ Cs 137 para BQT de Baja y Media Tasa de Dosis
▪ Ir 192 para BQT de Baja y Alta Tasa de Dosis
▪ I 125 para BQT de Baja Tasa de Dosis
Las fuentes no selladas se emplean en tto. sistémico
(Medicina Nuclear)
!▪ I-‐131 para tratamiento de tiroides
▪ Sr-‐89 y Sm-‐153 para tratamiento de metástasis ósea
▪ P-‐32 para cánceres hematológicos
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTE
SELLADA
04-‐09-‐2017 26
• Una fuente es sellada cuando el material radiactivo está
permanentemente encerrado en una cápsula.
• La contaminación del ambiente no es posible mientras
la fuente se mantenga íntegra.
• Su actividad puede ser calculada a partir de un
certificado de calibración y del período de T ½
• Su integridad DEBE verificarse periódicamente -‐ una
buen procedimiento para esto son las pruebas de frotis
• Puede fabricarse de varias formas físicas diferentes
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTE IDEAL
04-‐09-‐2017 27
▪ Emisor gamma puro
▪ Energía gamma media
Suficientemente alta para tratar el blanco con una dosis
homogénea
Suficientemente baja para evitar los tejidos normales y
reducir los requerimientos de blindaje
▪ Actividad específica alta
Conveniente para las aplicaciones de alta tasa de dosis
Tamaño pequeño
▪ Físicamente indestructible
▪ NO EXISTE
Características de la Fuente IDEAL
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTES DE
BRAQUITERAPIA
04-‐09-‐2017 28
Radionucleido T Energía de Fotones (MeV)
HVL (mm Pb)
Ra-226 1600 a 0.047 – 2.45 (0.83) 8.0
Rn-222 3.83 d 0.047 – 2.45 (0.83) 8.0
Co-60 5.26 a 1.17, 1.33 11.0
Cs-137 30.0 a 0.662 5.5
Ir-192 74.2 d 0.136 – 1.06 (0.38) 2.5
Au-198 2.7d 0.412 2.5
I-125 60.2 d 0.028 0.025
Pd-103 17.0 d 0.021 0.008
El radio y el radón tienen sólo importancia histórica -‐ no deben
usarse en un departamento de radioterapia moderno.
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTES
POPULARES
04-‐09-‐2017 29
Una amplia variedad de fuentes radiactivas ha sido
empleada en braquiterapia y en muchas formas físicas
diferentes. Las fuentes más comunes son Cs137, Ir192 y I125
!
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTES
POPULARES
04-‐09-‐2017 30
!Cs137 Sustituto principal del radio. Mayormente usado en las aplicaciones ginecológicas. !Ir192 Múltiples formas disponibles, es la fuente más importante para las aplicaciones de alta tasa de dosis Período de semidesintegración medio (75 días) -‐ corrección del decaimiento necesaria para cada tratamiento !I125 Energía muy baja -‐ por tanto el blindaje resulta fácil y la radiación desde un implante es fácilmente absorbida en el paciente: son posibles los implantes permanentes Principalmente usado en la forma de semillas !
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
CLASIFICACIÓN
DE FUENTES
SEGÚN FORMA
04-‐09-‐2017 31
Variedad de configuraciones y formas de las fuentes
Pastillas Esferas de 3mm de diámetro
Semillas Cilindros pequeños de 1mm y 4mm de longitud
Agujas Entre 15 y 45mm de longitud activa
Tubos De aproximadamente 14mm de longitud, implantes ginecológicos
Horquillas de cabello Hilo de aproximadamente 60mm de longitud.
AlambreSu longitud, se personalizan en el hospital - se pueden agregar extremos inactivos
Fuentes de HDR Cilindro miniatura de alta actividad 1mm diámetro, 10mm de longitud
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTES
SEGÚN FORMA
04-‐09-‐2017 32
● I125 Principalmente usado en la forma de semillas
• Fuente sellada
• Encapsulado no tóxico
• Distribución isotrópica
• Radio-‐opacidad
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTES
SEGÚN FORMA
04-‐09-‐2017 33
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
FUENTES
SEGÚN FORMA
04-‐09-‐2017 34
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
ESQUEMA
FUENTES BQT
04-‐09-‐2017 35
FUENTES SELLADAS (BRAQUITERAPIA)
Según FORMA • SEMILLAS • AGUJAS • CILINDROS (HDR) • ALAMBRES • TUBOS
Según TASA DE DOSIS • BAJA TASA DOSIS
(LDR) • MEDIA TASA DOSIS
(MDR) • ALTA TASA DOSIS
(HDR) • TASA DOSIS
PULSADA (PDR)
NO SELLADAS (MEDICIA NUCLEAR)Fuera del foco del curso Ejemplos (I 131, Sm 153, P32)
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 36
Isotopo A (GBq)
192 0,38 2,4 108 37060 1,25 63,3 306 74
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 37
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 38
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 39
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 40
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 41
Richter et al 2008.
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 42
Costo acumulado para 60Co y 192Ir-‐192 en 10 años
Palmer et al 2010.
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 43
Down-‐Time total para 60Co y 192Ir-‐192 en 10 años
Palmer et al 2010.
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
Co 60 versus Ir 192
04-‐09-‐2017 44
Tiempo de tratamiento 60Co y 192Ir-‐192 en 10 años
Palmer et al 2010.
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
ESQUEMA
DE LA
PRESENTACIÓN
04-‐09-‐2017 45
1
•INTRODUCCIÓN
2
•CONCEPTOS FÍSICOS
3
•FUENTES SELLADAS
4
•EQUIPOS DE BT-‐HDR
5
•COMENTARIOS FINALES
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
DISPOSITIVOS DE
CARGA DIFERIDA
REMOTA
04-‐09-‐2017 46
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
DISPOSITIVOS DE
CARGA DIFERIDA
REMOTA
04-‐09-‐2017 47
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
DISPOSITIVOS DE
CARGA DIFERIDA
REMOTA
04-‐09-‐2017 48
VariSource iX GammaMedplus iX
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 49
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 50
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 51
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 52
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 53
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 54
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 55
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 56
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 57
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
BRAQUITERAPIA
EN LA
ACTUALIDAD
04-‐09-‐2017 58
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 59
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
APLICADORES
HDR
04-‐09-‐2017 60
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
ESQUEMA
DE LA
PRESENTACIÓN
04-‐09-‐2017 61
1
•INTRODUCCIÓN
2
•CONCEPTOS FÍSICOS
3
•FUENTES SELLADAS
4
•EQUIPOS DE BT-‐HDR
5
•COMENTARIOS FINALES
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
COMENTARIOS
04-‐09-‐2017 62
LA EVOLUCIÓN DE LA BRAQUITERAPIA
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
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04-‐09-‐2017 63
LA VENTAJA COMPARATIVA DE LA BRAQUITERAPIA
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
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04-‐09-‐2017 64
EL IMPACTO DE LAS IMÁGENES BRAQUITERAPIA
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
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04-‐09-‐2017 65
EL IMPACTO DE LAS IMÁGENES BRAQUITERAPIA
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
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04-‐09-‐2017 66
APLICADORES CON BLINDAJE EN BRAQUITERAPIA
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
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04-‐09-‐2017 67
APLICADORES CON BLINDAJE EN BRAQUITERAPIA
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FUENTES Y EQUIPOS DE BRAQUITERAPIA
GRACIAS !
04-‐09-‐2017 68
HOSPITAL BASE VALDIVIA