Radiobiologia Aplicada a Radioterapia

PROFª. ALESSANDRA ZANELLATÉCNICA EM RADIOTERAPIA

UNIFESP/ BENEFICÊNCIA PORTUGUESA

BIÓLOGA ESPECIALIZADA EM EDUCAÇÃO UNIVERSITÁRIA

ALESZANELLA@YAHOO.COM.BR

Radiobilogia

Ciência que estuda os efeitos das radiações nos tecidos ou

organismos vivos

Importância para a Radioterapia

Desenvolver estratégias terapêuticas eficazes e seguras que destruam as células tumorais com o menor dano

possível ao tecido sadio.

Questionamentos!!!!!!!

Qual a importância desse

conhecimento para nossa prática

diária?

Em quais situações devemos estar

atentos a aplicar esse

conhecimento?

Como aumentar nosso

conhecimento sobre a

radiobiologia?

Duvidas ou questionamentos pessoais

� IGRT- maior acurácia

� Possibilidade de realizar controles de posicionamento em tempo real

� Utilizam radiações ionizantes

� Submetem o paciente a uma dose extra de radiação.

� É Possível estimar o impacto radiobiológico desta exposição adicional?

Trabalho de Conclusão de Curso

Avaliação radiobiológica da dose de radiação absorvida devido ao sistema de

verificação de posicionamento para o tratamento radioterápico

Objetivos

� Avaliar o aumento da probabilidade de complicações no tecido normal – NTCP, para os órgãos de risco em tumores de próstata

� Devido à dose de radiação absorvida no processo de localização

� Utilizando o sistema de verificação de posicionamento Portal Vison® – PV aSi1000® Varian.

Dose tão alta quanto se julgava

necessária

No início

Proteção Radiológica

� 1928 – Comissão Internacional de Radioproteção - ICRP

justificativa, otimização e limitação das doses

� Principio ALARAEuraton 43/97

“As Low As Reasonably Achievable”.

� Ciclo celular – Mitose, Síntese ,G1 e G2

� Sensibilidade celular e do tecido irradiado

� Tipo de radiação – corpuscular ou eletromagnética

� Dose total absorvida – Gray (Gy)

� Volume do órgão irradiado

� Fracionamento de dose.

Efeitos da Radiação

Reparação

Redistribuição

Repopulação

Reoxigenação

Radiossensibilidade

Os 5 Rs da Radiobiologia

Reparação

� Reparação do DNA

� DEPENDE do tipo de quebra que ele sofreu

Irreparável

Reparável

Reparável

Mutação gênica ou cromossômica.

Efeitos somáticos – indivíduos irradiados – alterações na células do corpo.

Efeitos hereditários – células reprodutoras – gerações futuras.

Mutações celulares

Redistribuição

� Fim da fase G2

� Durante a mitose (reprodução da célula)

Sensibilidade do ciclo celular

Repopulação

As células que conseguem continuar o

ciclo celular tem capacidade de

repopular.

Reoxigenação O oxigênio atua como

fixador do dano

Radiosensibilidade

� Células jovens – atividade mitótica – sofrem mais danos

� Células diferenciadas(maduras) – não se dividem - sofrem menos danos

Ex:

� Eritrócitos – células maduras - vida média de 120 dias – não sofrem quando irradiadas.

� Eritoblastos – células jovens - que existem na medula óssea –diminuem após irradiação.

� Consequência – anemia após um certo tempo de exposição

Resposta dos tecidos

� Resposta rápida - Sistema hematopoiético, mucosas, pele, tecido linfóide, aparelho disgestório, ovário e certos tumores.

� Resposta lenta – tecido ósseo, conjuntivo, muscular e nervoso.

Efeitos Biológicos � Determinístico

Dose estabelecidaMorte celular

Efeitos agudos e tardiosEx. dano medular – 45Gy (Emami-1991)

catarata – 200 a 500 cGy

� EstocásticoNão existe limiar de dose

1cGy poderá causar danoMutagênese e Carcinogênese

Avaliação dos efeitos

� Modelos matemáticos:

Modelo linear-quadrático (α /β) – dose/reparo

TCP/NTCP – dose/fracionamento/volume

� Volumes 1/3 , 2/3 e 3/3 � Emami 1991

� TD 5% / 5 anos e TD 50% / 5 anos� Rubin e Cassaret 1972

Radiocurabilidade

Limites de dose

Órgão Dose por volume ou pontual máximaPulmões sem PTV 20 Gy (V20) : 30 %

5 Gy (V5): 42 a 52%Dose média 13 a 18 Gy

Esôfago 35 Gy(V35): 50 %50 Gy(V50): 40 %70 Gy (V70):<20%Dose media: 34 Gy

Coração 30 Gy(V30): 46 % - LH; mediastino25Gy (V25): 10% - mamaDose média: 26 Gy

Medula Espinhal Dmáx. 50 Gy

Órgão Dose por volume ou pontual máxima

Reto 50 Gy (V 50): 50%60 Gy (V60): 35%65 Gy (V65): 25%70 Gy (V70): 20%75 Gy (V75): 15%Dmáx: 82 Gy

Bexiga 65 Gy(V65): 50 %70 Gy(V70): 35 %75 Gy (V75): 25%80 Gy(V80): 15% - (câncer de próstata)Dmáx: 65 Gy (câncer de bexiga)

z Dmáx. 50 Gy

Bulbo Peniano 50 Gy(V50): 90%70 Gy (V70): 60 – 70 %Dose media: 35 Gy

Órgão Dose por volume ou pontual máxima

Nervos ópticos Dmáx. < 55 Gy

Aparelho auditivo Dose média ≤ 45 Gy

Retina Dmáx. 54 Gy

Cristalino Dmáx. 10 Gy

Cérebro Dmáx. 60 – 72 Gy

Quiasma óptico Dmáx. 55 Gy

Hipófise Dmáx. 55 Gy

Tronco cerebral Dmáx. 54 Gy

Medula Espinhal (C1- C2) Dmáx. 50 Gy

Medula Espinhal (C3 e abaixo) Dmáx. 45 Gy

Hospital Beneficência Portuguesa de São Paulo

Crânio

Pelve

Tórax

Erros!

� Coordenadas de posicionamento incorretas

� Troca ou a não utilização de blocos e/ou filtros

� Utilização inadequada de acessórios

� Posição inadequada do gantry, colimadores e mesa

� Erros de planejamento – dose, UM, filtros, etc

medulaNervo óptico Esq.Nervo óptico Dir.PTV 45GyCristalino Dir.Cristalino Esq.Tronco Cerebral

Fracionamento

� Convencional – 1,8 a 2 Gy / fração – 2ª a 6ª feira

Hiperfracionamento, Hipofracionamento, Dose única

� Dose total determinada pelo tumor e pelos tecidos normais

� Pacientes faltosos, suspensos por longos períodos, manutenções e quebras de máquinas, feriados extensos.

Erros de cálculo e aplicação

� Em 2012- menina morre por receber dose exagerada de radiação

Dose padrão – entre 12Gy a 18Gy – 8 a 10 frações

� Estima-se que a criança recebeu por dia a dose prescrita para o tratamento inteiro – Cerca de 100Gy ou 10.000 cGY

Cérebro total - TD 5% / 5 anos = 4500cGy

TD 50% / 5 anos = 6000cGy

� Efeitos – alopecia, pele escurecida, lesões no couro cabeludo e orelha de 3º grau, dificuldades na fala e no andar, estado vegetativo, coma e morte.

� morte neurológica

E o Trabalho de Conclusão de Curso?

Materiais e Métodos

� 50 pacientes Tratados entre 2007 e 2008

� Técnica IMRT

� Acelerador linear 23EX - Varian®

� Energia de 15MV

� Portal Vision aSi 1000®

� Protocolo para verificação do posicionamento

� Portais ortogonais

� Anterior (1 UM) e lateral (2 UM)

� Estatística em conjunto de 5 aplicações

Erro médio

(vetor)Frequência

< 5mm1 x por

semana

> 5mm5 novas

aquisições

Materiais e Métodos

� Sistema de gerenciamento e verificação Aria®� Número total de portais filmes

� UM

� Tamanho de campo

� Energia

� Sistema de planejamento Eclipse® � Inserção dos campos, cálculo e soma

ao plano original

Inserção dos campos no Sistema Eclipse

Materiais e Métodos

� DVH com e sem PV

� Dose em 10% 1/3, 2/3 e 3/3 do volume de reto

� Dose máxima e em 1/3, 2/3 e 3/3 do volume da bexiga

� Dose máxima e em 1/3 das cabeças femurais direita e esquerda

PTV

RetoCab. Fêmures

Bexiga

DVH comparativo

Analise do DVH

TDF-Plan®� Baseado no modelo Linear quadrático e de Lyman-Kutcher-Burman ( LKB).

� Valores de tolerância de dose dos tecidos normais baseados no modelo de Emamiet al. 1991

a/b dose total n de frações dose dia BED NTCP3.00 6100 cGy 30 203,3 cGy 102,34 Gy(3.0) 5,0% em 5 anos

Cálculo NTCP 1/3 volume do reto TD5/5

3.00 6350 cGy 37 171,6 cGy 99,83 Gy(3.0) 3,4% em 5 anos

Resultados e Discussão

Conclusões

� A dose extra administrada com imagens PV não representou contribuição significativa para o incremento do NTCP em nenhum dos volumes dos órgãos de risco estudados.

� Otimização com IMRT

Níveis seguros para os riscos de complicação

� Baixo número de UM por PV

Conclusões

� Efeitos estocásticos da radiação ionizante

�Estimar no momento do planejamento número máximo permitido de portais

�Protocolos de redução de imagens e volume irradiado

aleszanella@yahoo.com.br