Nanodosimetría: Qué es y cómo se aplica en radioterapia.
Invitados: Dr. Miguel Martin, Dr. Rafael Martin.
Moderador: CEO Serofca. MsC. Omar Arias
En nuestro espacio aprendiendo + tendremos la oportunidad de conversar una vez más con los Drs. Miguel Martin y Rafael Martin sobre Nanodosimetría: Qué es y cómo se aplica en radioterapia.
En Dr. Rafael Martin abre una presentación titulada: ”Tratamiento nanoscópico y estocástico de la interacción de la radiación con materia, bases para una Nano simetría.” Comienza explicando: “que la materia viva como forma de materia va a ser especial, porque dependiendo de donde tenga lugar los agregados espaciales están asociados a las ionizaciones están vinculados al ADN, se supone que se da inicio a procesos que determina la evolución que la célula va a tener, hay una respuesta no lineal o sea pequeño sustancias en pequeña cantidad que regulan o que están asociadas a los mecanismos de regulación pueden producir respuestas que tengan efectos particularmente grandes, eso convierte los sistemas vivos en sistemas emergentes, por ejemplo si irradiamos un conjuntos de células y dependiendo de lo que ocurra en cada una tendremos una respuesta al final el acercamiento que vamos a ver hoy está centrado en torno a trabajar con lo que vendría siendo la estructura de las trazas que se producen por efecto de la radiación y ver cómo se estructura nos pudiera dar una indicación para poder trabajar de manera efectiva con todo lo que tiene que ver con el problema de transporte y depósito de la energía en la materia viva.”
Continúa explicando sobre la estructura de las trazas a nivel subcelular La figura corresponde a un equivalente de dosis de 50 cGy, “vemos que para el caso de los fotones donde lo que tenemos acá es la emisión de electrones que son los que van a producir estas trazas la forma en la que se distribuyen los eventos que hay que considerar Aunque no es uniforme definitivamente no es más que la que tenemos al lado derecho con iones de carbono 12 donde lo distintivo serían las trazas en línea recta que tiene que ver con las trayectorias principales de los iones antes de llegar al final de su trayectoria donde supone se produce el efecto del pico de Brag que ellos entregan la mayor parte energía pero en el camino de todas formas logran remover electrones que tienen el recorrido que es importante en el material pero claramente la distribución geométrica que tenemos para ambos es muy diferente”.
Fig 1. Estructura de trazas a nivel subcelular
Los puntos de transferencia son aquellos donde tiene lugar una reacción nuclear o atómica con la formación de productos cuya diversidad depende del proceso que tiene lugar a una nanoescala. En el proceso pueden producirse fotones rayos Gamma o rayos x, también se pueden generarse por ejemplo rayos Delta, que serían electrones de alta energía, en el punto de transferencia las reacciones que tiene el lugar pueden ser muy variadas. Es importante la definición de evento el cual se refiere al conjunto de puntos de transferencia estadísticamente correlacionados. En la siguiente lámina se define la relación entre la energía específica y la dosis absorbida en un volumen V
Fig 2. Relación de energía específica y dosis absorbida
En la distribución de energía específica para un volumen V fijo se observa a altas dosis que la distribución tiende a ser una gaussiana y a bajas dosis la forma relativa de las distribuciones es independiente de la dosis, otro concepto importante es la energía lineal que se define como la energía impartida por unidad de longitud de Cuerda promedio en el volumen blanco.
Fig 3. Energía lineal
Explica el Dr. Martin realiza una explicación sobre la diferencia entre la transferencia lineal de energía (LET) y el poder de frenado en el contexto de la radiación ionizante. La LET se refiere a la energía que se deposita en el medio por unidad de longitud, mientras que el poder de frenado se refiere a la energía que se deposita en el material por unidad de masa. La diferencia entre ambas está en que la LET no tiene en cuenta la energía que puede escapar del material, mientras que el poder de frenado sí lo hace.
La cantidad de energía que escapa del material puede estar asociada a una energía de corte llamada Delta, por encima de la cual se supone que las partículas que se producen como resultado del recorrido de una entidad cargada no van a hacer una contribución. En condiciones reales, la diferencia porcentual entre el poder de frenado y la transferencia lineal de energía es del orden del 2%.
El expositor explica la complejidad de las estructuras de las trazas en función del LET, cuanto más alto sea el LET más compleja es la estructura de trazas dejada por la radiación ionizante como se puede ver en la siguiente lámina tanto para protones como electrones
Fig 4. LET y complejidad de las estructuras de las trazas
En la siguiente lámina el Dr. Rafael Martin presenta la energía específica y la energía lineal
Fig 5. Energía específica y energía lineal
Las estructuras de las trazas pueden ser analizadas cuantitativamente, a través de la distribución de cúmulos o agregados de ionización.
Finalmente el Dr. Rafael Martin realiza una explicación sobre la radiación y las curvas que se utilizan para determinar el comportamiento de las partículas en diferentes medios. Se menciona que hay cierta universalidad en el comportamiento de las partículas para diferentes medios. Se presentan dos hipótesis fundamentales: la primera se refiere a la curva de la probabilidad de tener un cúmulo con un solo cluster para una calidad Q, mientras que la segunda se refiere a la probabilidad acumulada desde dos clusters en adelante. Ambas hipótesis sugieren que la cantidad debe ser proporcional a la probabilidad de producir una rotura simple o doble en el ADN. Se presentan dos mediciones que se hicieron con el LET para comprobar esto.
Fig 6. Sección eficaz de doble rotura vs LET
Para observar el conversatorio ingresar al siguiente enlace de vídeo:
