Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

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Física de los haces FFF (Flattening Filter Free) ALATRO 2013 Cartagena 29 y 31 de Julio de 2013 Victor J. Bourel Universidad Favaloro – Buenos Aires Argentina

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Física de los haces FFF  (Flattening Filter Free)

ALATRO 2013

Cartagena ‐

29 y 31 de Julio de 2013

Victor J. BourelUniversidad Favaloro –

Buenos Aires ‐

Argentina

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Aceleradores linealesHasta el año 2000 se diferencian 5 generaciones de linacs:

Page 3: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Aceleradores lineales

Page 4: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Aceleradores lineales

E. B. PodgorsakReview of Radiation Oncology Physics: A Handbook for teachers and Students

Page 5: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Aceleradores lineales

Filtro aplanadorE. B. PodgorsakReview of Radiation Oncology Physics: A Handbook for teachers and Students

Page 6: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Aceleradores linealesIsodosis en profundidad

Page 7: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Aceleradores linealesPerfil de Dosis con filtro aplanador

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Aceleradores linealesFiltro aplanador

Review of Radiation Oncology Physics: A Handbook for Teachers and StudentsErvin B. Podgorsak 

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Software de relevamiento de datos  dosimétricos

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Equipos sin filtro aplanadorPorque deja de ser importante en 

la 

actualidad 

la 

planicidad 

de 

los  haces de tratamiento?

Page 11: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Equipos sin filtro aplanadorPorque deja de ser importante en 

la 

actualidad 

la 

planicidad 

de 

los  haces de tratamiento?

El advenimiento de las técnicas de  Intensidad 

Modulada 

(IMRT 

VMAT) 

mostró

lo 

innecesario 

de  la 

planicidad 

dado 

que 

en 

cada 

haz 

utilizado 

se 

modula 

la  intensidad de cada “beamlet”

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Equipos sin filtro aplanadorEl filtro aplanador es reemplazado 

por una delgada lámina metálica:

La función de la lámina es:1)Detener el haz de electrones 

sobre el paciente si el blanco  colapsa

2)Producir una señal suficiente  sobre la cámara de ionización por 

producción de electrones.

Page 13: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Equipos sin filtro aplanadorLa ausencia del filtro aplanador 

modifica:

Perfil del haz‐

Tasa de dosis

Energía efectiva del haz‐

Radiación dispersa

Producción de Neutrones

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Equipos sin filtro aplanadorLa ausencia del filtro aplanador 

modifica:

Perfil del haz‐

Tasa de dosis

Energía efectiva del haz‐

Radiación dispersa

Producción de Neutrones

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Propiedades dosimétricas de haces FFF Perfiles de dosis

6 Mev

6 Mev FFF

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

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Propiedades dosimétricas de haces FFF Perfiles de dosis

10 Mev 

10 Mev FFF

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 17: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Perfiles de dosis

6 Mev FFF

10 Mev FFF

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 18: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Equipos sin filtro aplanadorLa ausencia del filtro aplanador 

modifica:

Perfil del haz‐

Tasa de dosis

Energía efectiva del haz‐

Radiación dispersa

Producción de Neutrones

Page 19: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Tasa de Dosis

La ausencia del filtro aplanador permite un aumento  de la tasa de dosis

Haz 6 Mev FFF hasta 1400 UM/min

Haz 10 Mev FFF hasta 2400 Um/min

Permite 

disminuir 

de 

veces 

el 

tiempo 

de 

irradiación

Estos haces también suelen denominarse:           

High Intensity Mode (HIM)

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Equipos sin filtro aplanadorLa ausencia del filtro aplanador 

modifica:

Perfil del haz‐

Tasa de dosis

Energía efectiva del haz‐

Radiación dispersa

Producción de Neutrones

Page 21: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD)

10 Mev6 Mev

6 Mev FFF 10 Mev FFF

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

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Propiedades dosimétricas de haces FFF Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD)

10 Mev6 Mev

6 Mev FFF 10 Mev FFF

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

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Propiedades dosimétricas de haces FFF Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD)

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

10 Mev                                              

10 Mev FFF

Page 24: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD)

Resultados de 3 maquinas True Beam

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 25: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD)

Resultados de 3 maquinas True Beam

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 26: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD)

Resultados de 3 maquinas True Beam

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 27: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF TPR 20/10

Energía  TPR 20/10

6 Mev FFF 0,631 ±

0,005 

6 Mev0,667 ±

0,004 

10 Mev FFF0,706 ±

0,007

10 Mev0,740 ±

0,004 

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 28: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Factor de Calidad

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 29: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Factor de Recombinación

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 30: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Factor de Recombinación

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Aumento 

del 

factor 

ks

como 

consecuencia 

del 

aumento 

de dosis por pulso

.

Page 31: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Equipos sin filtro aplanadorLa ausencia del filtro aplanador 

modifica:

Perfil del haz‐

Tasa de dosis

Energía efectiva del haz‐

Radiación dispersa

Producción de Neutrones

Page 32: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Output Factors

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 33: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Output Factors

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 34: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Output Factors

Z. Chang et al.Med. Phys. 39 (11), November 2012

Page 35: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Output Factors (campos cuadrados)

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 36: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Dosis Periférica

La dosis periférica (dosis fuera del campo) puede reducirse alrededor de 50%-60% como efecto de la disminución de la radiación de fuga del cabezal por la ausencia del filtro aplanador.

D. Georg et al.Med. Phys. 38 (3), March 2011

Page 37: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Filtración en MLC

C. Glide‐Hurst et al.Med. Phys. 40 (3), March 2013

Page 38: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Filtración en MLC

C. Glide‐Hurst et al.Med. Phys. 40 (3), March 2013

El efecto de filtración   es menor en haces FFF

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Propiedades dosimétricas de haces FFF Penumbra

C. Glide‐Hurst et al.Med. Phys. 40 (3), March 2013

Page 40: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Propiedades dosimétricas de haces FFF Penumbra

C. Glide‐Hurst et al.Med. Phys. 40 (3), March 2013

No hay diferencias  significativas en la  penumbra

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Parámetros característicos de los haces FFF

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 42: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Parámetros característicos de los haces FFF

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 43: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Parámetros característicos de los haces FFF

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 44: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Parámetros característicos de los haces FFF

A. Fogliata et al.Med. Phys. 39 (10), October 2012

Page 45: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Parámetros característicos de los haces FFF Posición del pico

Page 46: Física de los haces FFF (Flattening Filter Free)

Parámetros característicos de los haces FFF Simetría

Máximo cociente:

Donde Dx y D-x y son las dosis en las posiciones x y -x

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Muchas gracias por 

su atención