UFRO Master Fisica Medica 4 1 Introduccion

R di bi l í C l lRadiobiología Celular4.1 Introducción

Dr. Willy H. GerberInstituto de FisicaUniversidad Austral

Valdivia, Chile

Objetivos: Comprender como se generan la radiación necesaria para el tratamiento radiológico.

1www.gphysics.net – UFRO‐2008‐Master‐Fisica‐Medica‐1‐1‐Introduccion‐08.08

Efecto de radiación sobre culturas de células


Relación supervivencia dosis


Origen de la muerte de la célula

Radicales libresDaño a la cadena de ADN

Bajo LEDRayos X y γ

Alto LEDIones, α, neutrones


Daño a la cadena ADN


Efectos del daño

El daño lleva a que la célula no puede multiplicarse


Consecuencias

DañoADN

Reparación IrreparableError en

reparación

Error en cromosoma

Muertecelular

Mutación


Cáncer

Objetivo

Probabilidad de controlar el tumorel tumor(TCP)

robabilidad

Probabilidad de complicaciones(NTCP)

Pr

(NTCP)


Dosis (Gy)

Uso de modelos

Los modelos permiten poner a prueba nuestras hipótesis de como lasLos 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


Uso de modelos

Dosis

iaob

revivenc

ilidad de

so

Prob

ab

Rayos Xpartículas


RBE – Relative Biological Effectivness efecto biológico relativo respecto de rayos X

LET

LET – Linear energy transfer [keV/μm o eV/nm]


200 keV/μm

OER

OER – Oxygen Enhancement Ratio – eficiencia por efecto del oxigeno


Bases de los modelos

Daño

Modelo

Reparación


Modelo LQ

Modelo LQ (Lea DE & Catcheside DG (1942), J. Genet. 44: 216‐45)

El fEl efecto

Biologically Effective Dose (BED)

Efectividad relativa


Mediciones y modelo LG

brevive S

ón que

sob

Fracci


Dosis D [Gy]

Influencia del oxigeno

Ssobrevive S

cción qu

e s

Frac

300 keV rayos X celulas bajo aire y anoxia

Dosis D [cGy]


300 keV rayos – X, celulas bajo aire y anoxia Nias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis

Influencia del oxigeno

Ssobrevive S

cción qu

e s

Frac


Dosis D [Gy]

Efecto neutrones vs rayos X

Ssobrevive S

cción qu

e s

Frac

14 MeV neutrones y 250 keV rayos X celulas bajo aire y nitrogeno

Dosis D [cGy]


14 MeV neutrones y 250 keV rayos – X, celulas bajo aire y nitrogenoNias et. al., 1973, Int. J. Radiat. Biol. , Taylor & Francis

Fraccionamiento

evive

Múltiple dosis

n qu

e sobre

Fracción

Dosis única


Dosis (Gy)

Sensibilidad

brevive

ón que

sob

Fracci

Dosis (Gy)


Modelos

brevive

ón que

sob

Fracció

Dosis (Gy)


Problemas con la distribución de los parámetros

Statistical distribution


Problemas con la distribución de los parámetros

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 GiacciaBy Eric J. Hall, Amato J. GiacciaPublished by Lippincott Williams & Wilkins, 2006ISBN 0781741513, 9780781741514546 pages

An Introduction to RadiobiologygyBy A. H. W. NiasPublished by Wiley_Default, 1998ISBN 0471975907, 9780471975908384 pages

I d i R di bi lIntroduction 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 9780850667455ISBN 0850667453, 9780850667455371 pages

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