Tang- Oncología radioterápica de bolsillo, 1ed

TERAPIA CON PROTONES

ALEXANDER F. BAGLEY • DAVID GROSSHANS

TP 2-6

A ntecedentes

• Breve historia: • 1946: primera descripción de protones terapéuticos. • 1954: primer paciente tratado con terapia de protones en el sincrociclotrón de UC Berkeley. • 1990: primer hospital con unidad de protones en Loma Linda University Medical Center, CA. • 2006: la terapia de protones del MD Anderson Cancer Center es la primera en ofrecer la capacidad del rayo de rastreo. • 2014: quince centros de terapia de protones activos en los Estados Unidos, 15 en construcción, > 110000 pacientes tratados con terapia de protones con una mejor selección de pacientes y avances en la física ( Mohan and Grosshans Adv Drug Deliv Rev 2017) . • Principios de la terapia de protones: • Interacciones con la materia: ○ Tres mecanismos: (1) fuerza coulómbica con electrones atómicos; (2) fuerza coulómbica con núcleos atómicos; (3) interacciones nucleares (infrecuente). ○ Transferencia de energía lineal (TEL): potencia de frenado o tasa media de pérdida de energía de la partícula por unidad de longitud del trayecto ( − d E /d x ); inversamente proporcional al cuadrado de la velocidad de la partícula. ○ Pico de Bragg: los protones pierden energía a un ritmo creciente a medida que las partículas se ralentizan, con un pico de deposición de dosis conocido como pico de Bragg justo antes de detenerse. El pico singular se conoce como pico de Bragg «monoenergético» o «prístino» (fig. 7-1). ○ Pico de Bragg extendido (PBE): superposición de haces de protones monoenergéticos con diferentes intensidades para cubrir suficientemente el volumen objetivo (fig. 7-2, página siguiente). • Eficacia biológica : ○ Se asume que los protones y fotones son biológicamente similares. ○ Eficacia biológica relativa (EBR) proporcional a la TEL. La TEL (y, por lo tanto, la EBR) aumenta continuamente con la profundidad. ○ Protones con una eficacia biológica promedio estimada un 10% más alta en relación con los fotones (EBR = 1.1). ○ Aproximación clínica: dosis de protones (Gy [EBR]) = 1.1 × dosis de fotones (Gy). ○ Limitaciones del uso de EBR fija de 1.1: o Subestima la complejidad de las interacciones protón-tejido. o Con base en experimentos limitados in vitro e in vivo bajo condiciones variadas en líneas celulares y tejidos.

50 Figura 7-1 Suma de picos de Bragg prístinos para generar un pico de Bragg extendido para la terapia de protones. SAMPLE 100 150 200 Profundidad (mm) PDP 250 300 350 0 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0 120.0 Esparcimiento de los picos de Briggs a partir de picos de Briggs agudos