Radioterapia con Cobalto-60 y Aceleradores Lineales: Ventajas, Desventajas y Características

Radiaciones Ionizantes

Los fotones u otras partículas son capaces de separar electrones de los átomos con los que contactan. Todos los procesos físicos consisten en la transferencia y/o transformación de energía.

Condiciones que deben cumplir las sustancias emisoras de fotones

• Proporcionar una radiación penetrante para que reaccione a la profundidad necesaria del organismo.
• No puede suministrar una cantidad de energía suficiente si su volumen es pequeño (si la fuente tiene un espesor considerable, absorbe parte de su radiación; si la fuente no lo tiene, no absorbe la radiación y hace falta un isótopo con menor absorción).
• No ha de tener un periodo de desintegración demasiado corto porque se pierde tiempo cambiando las fuentes.
• No debe haber productos restantes peligrosos.

Isótopos más utilizados

• Cs-137 (bombas de Cs): Menos penetrante que la del Co-60 y su periodo de desintegración es de 30 años.
• Co-60

Término "Energía"

• En el sentido clásico, la energía que una radiación puede depositar en un blanco (diana) es la suma estadística de las acciones de numerosas partículas y conducirá al concepto de "Dosis absorbida".
• En el sentido de energía determinada, caracteriza la energía que transporta una partícula de esta radiación. Esta energía se expresa en MeV.

Co-59

• Posee un núcleo no estable que es radiactivo.
• Basta con añadirle un neutrón para activarlo.
• El núcleo obtenido no es estable, con tendencia a fragmentarse espontáneamente para evolucionar a productos estables.

Productos que se obtienen de la desintegración de Co-60

• Ni-60, que es una sustancia estable.
• Para ello hay tres emisiones:
  1. Rayos beta: electrones de 312 keV de energía.
  2. Emisión gamma de 1.17 MeV.
  3. Emisión gamma de 1.33 MeV (1.25 MeV de media).

Dispositivos Máquina de Co

• Cabezal: Fijo al brazo y gira sobre un eje horizontal.
• Brazo: Permite el movimiento del cabezal alrededor de la mesa.

En el Theratron, el cabezal gira alrededor de un eje horizontal fijo al brazo, lo que permite irradiar al paciente sin necesidad de moverlo de su camilla.

Fuentes de Cobalto

Se almacenan en recipientes cilíndricos (dimensiones 2x2 cm) para:

• Disponer de una actividad de fuente suficientemente elevada para que los tratamientos no duren demasiado.
• Evitar una absorción demasiado intensa de las radiaciones que se producen en su interior y que han de atravesar todo el espesor de la altura de ésta.
• No tener un diámetro demasiado grande a causa de la penumbra.
• Finalmente, no tener que utilizar tiempos de activación en el reactor nuclear demasiado largos y caros para producir la fuente.

Ventajas de las Fuentes Radiactivas

• No tienen averías y dan más confianza que los aceleradores.
• La fuente es imparcial a la dirección de la emisión de la radiación por todas partes.

Colimador

Formado por un conjunto de láminas de un material pesado muy absorbente (tungsteno), se separan por motores o manualmente. Está equipado con retículos de hilos de acero situados en el eje del haz de irradiación (centro del haz). Puede girar alrededor de un eje motorizado en el Theratron y manual en el Alcyon.

Isocentro

Cuando el cabezal no ha rotado con respecto al brazo, el eje del haz corta al eje del brazo en un punto. Se encuentra a una distancia invariable de la fuente (distancia isocéntrica).

• Para aparatos de Co-60 es de 80 cm.
• Para aceleradores, 100 cm.

Tipos de Penumbra en la Bomba de Co-60

• Geométrica: En los bordes del haz se observa una zona de transmisión desde la cual no puede verse completamente la fuente. La variación de la transmisión permanece constante hasta llegar al lugar del eclipse de la fuente; entonces, disminuye progresivamente a lo largo de una zona considerable respecto a las dimensiones del haz.
• De Transmisión: Los restos de la radiación que consiguen atravesar el colimador y no pueden absorber por completo todos los fotones que salen de la fuente.
• De Difusión: La radiación que se produce en la superficie del colimador debido a las interacciones del haz primario.

Consecuencias de la Penumbra

• Asegura una transición de efectos beneficiosos sobre los bordes de las zonas tratadas.
• La dosis reducida es inferior y la penumbra no sirve para nada.

Limitaciones Aparatos de Co

• Distancia fuente-piel 80 cm: No se obtienen campos de dimensiones que sobrepasen 35x35 cm en Theratron. Las irradiaciones de grandes volúmenes tienen problemas para encuadrar los campos dentro de estos límites. Es necesario alejar al paciente de la fuente, por lo que se modifican las características del haz y se complica la dosimetría, además de aumentar la duración.
• Las fuentes radiactivas de alta tasa no pueden sobrepasar ciertos límites (si el tratamiento es de larga duración, los tiempos son prohibitivos).

Fotones de Frenado

Tipo de radiación que proporcionan los haces de un acelerador. Pueden tener toda clase de energía.

Cabezal del Acelerador: Componentes

1. Paquetes de electrones.
2. Algunos rezagados, más o menos atrapados por fases desaceleradoras, tienen una velocidad menor a la de los "buenos" electrones.
3. Los electrones son arrancados por el paso del haz a los orificios; otros provienen de la ventana de salida, que provoca interacciones.

¿Cómo se consigue seleccionar electrones que tengan la misma velocidad en el acelerador?

Esto ocurre en el cabezal del acelerador. Se hace pasar el pequeño haz por el entrehierro de un potente electroimán que obliga a los electrones a moverse bajo una trayectoria circular.

¿Para qué sirve el cono igualador?

Fabricado de una aleación de plomo interpuesto en el trayecto de los fotones, absorbe un máximo de energía en la dirección de su eje, que coincide con el eje del haz.

Ventajas e Inconvenientes de los Aceleradores con respecto al Co

Los aceleradores son aparatos más complejos.

Ventajas

1. Las tasas de dosis no disminuyen con la actividad de la fuente.
2. Tasas de dosis más elevadas.
3. Consiguen campos más grandes.
4. Disponen de la paleta de rayos X y electrones.

Inconvenientes

1. Susceptibles de averías.
2. Comprobación del estado con más frecuencia.
3. Precio del acelerador mayor que el del Co.