1. Clasificación y Descripción de Equipos de Teleterapia

Los equipos de teleterapia se clasifican según la energía y el tipo de radiación que emiten:

1. Equipos de Ortovoltaje: Utilizan rayos X (RX) de baja energía (en keV). La distancia de la fuente a la piel (DFP) es pequeña.
2. Unidad de Cobalto-60 (Co-60): Emite radiación gamma con una energía promedio de aproximadamente 1 MeV. La distancia de la fuente a la piel se establece típicamente entre 80 cm y 1 metro.
3. Acelerador Lineal de Electrones (ALE): Puede producir electrones o rayos X (fotones) con diversas energías. La distancia de la fuente al paciente es de aproximadamente 80 cm a 1 metro.
4. Equipos de Partículas Pesadas: Utilizan partículas como protones o neutrones. Poseen diversas energías cinéticas y, debido a su masa, permiten depositar una dosis muy alta en una zona muy pequeña (pico de Bragg).

2. Producción y Desintegración del Cobalto-60

2.1. Producción del Co-60

El isótopo de Cobalto-59 (Co-59) interacciona con un neutrón (captura neutrónica) y, como consecuencia, se transforma en el isótopo radiactivo Cobalto-60 (Co-60).

2.2. Proceso de Desintegración y Radiación Utilizada en Tratamiento

El Co-60 sufre una desintegración radiactiva beta-, en la cual emite una partícula beta (electrón) y dos fotones gamma de alta energía (1.17 MeV y 1.33 MeV, con un promedio de 1.25 MeV). La radiación utilizada para el tratamiento (TTO) es la radiación gamma.

3. Componentes de la Unidad de Cobalto

Los componentes principales de una unidad de Cobalto son:

1. Cabezal: Contiene la fuente radiactiva y es el lugar de donde emerge la radiación gamma.
2. Brazo o Gantry: Soporta el cabezal y permite su rotación (típicamente 180 grados) para facilitar la aplicación de diferentes campos de radiación.
3. Mesa de Tratamiento: Permite el desplazamiento del paciente en tres direcciones (longitudinal, lateral y vertical) y puede sufrir rotación.
4. Conjunto de Colimadores: Limita el tamaño del campo irradiado. Está constituido por un material denso (generalmente plomo o tungsteno) para absorber la energía de la radiación.

4. Principio Básico del Acelerador Lineal de Electrones (ALE)

El Acelerador Lineal de Electrones (ALE) es un equipo de teleterapia que, geométricamente, es similar a la unidad de Cobalto, con la fuente emisora situada aproximadamente a 1 metro del paciente. El ALE ha sustituido en gran medida a la unidad de Cobalto.

Un ALE posee un material llamado cátodo que se ioniza, produciendo una emisión de electrones. Para que estos electrones puedan ser utilizados en el tratamiento, deben ser acelerados. Las ondas electromagnéticas, específicamente las microondas, son las que comunican el aumento de velocidad y energía cinética a los electrones.

El ALE puede trabajar en dos modos:

• Modo Electrones: Los electrones acelerados se dirigen directamente al paciente.
• Modo Fotones (Rayos X): Los electrones acelerados chocan con un material de alto Z llamado ánodo (o blanco). Se producen dos tipos de colisiones:
  • Colisiones inelásticas: Producen rayos X característicos.
  • Colisiones radiativas (Bremsstrahlung): Producen rayos X de frenado, que son los que se utilizan para el tratamiento.

5. Diferencias Clave entre la Unidad de Cobalto y el Acelerador Lineal

1. Fuente de Radiación:
   • Co-60: Trabaja con radiactividad, ya que la fuente emisora son isótopos radiactivos de Co-60. La radiación es constante.
   • ALE: La emisión de radiación es a partir de una fuente artificial y solo ocurre si el equipo está conectado y encendido.
2. Tipo y Energía de Radiación:
   • Co-60: Solo utiliza radiación electromagnética gamma con una energía fija (aproximadamente 1.25 MeV).
   • ALE: Permite tratar a pacientes con energías diversas de electrones o fotones (rayos X).
3. Dispositivos de Colimación:
   • Co-60: Los dispositivos para proteger el órgano sano son colimadores fijos.
   • ALE: Además de los colimadores primarios, se utilizan colimadores multiláminas (MLC), que permiten conformar mucho más el haz de radiación y proteger mejor los órganos sanos.

6. Conceptos Dosimétricos en Teleterapia

6.1. Maniquíes (Phantoms) en Teleterapia

h4. Objetivo del Maniquí

El objetivo es estudiar el comportamiento del haz de radiación (fotones o electrones) cuando interacciona con un medio que simula el cuerpo humano.

h4. Maniquí más Adecuado

El maniquí de agua es el más adecuado, ya que la mayoría de las ionizaciones se van a producir en agua, y el mayor componente del cuerpo humano es precisamente el agua.

6.2. Fotones: Rendimiento en Profundidad (RP)

h4. Concepto de Rendimiento en Profundidad

El Rendimiento en Profundidad (RP) estudia el comportamiento de la dosis depositada por el haz de fotones a medida que va profundizando en un medio.

h4. Curva de Rendimiento en Profundidad

La curva comprueba que en la superficie (Z=0) hay un cierto valor de rendimiento (dosis depositada). Este valor va aumentando a medida que el haz profundiza en el medio (región de *build-up*) hasta alcanzar el 100% (dosis máxima, Zmax), y después vuelve a disminuir exponencialmente.

h4. Explicación de RP ~ 0 en Z=0

El rendimiento en la superficie (Z=0) no es cero, pero es bajo (RP ~ 0) debido a varios factores:

• Ionización del aire: El aire puede ionizarse.
• Radiación dispersa de los colimadores: Contribución de la radiación dispersa generada en los componentes del equipo.
• Retrodispersión (Backscatter): Radiación procedente del medio (agua o paciente) que llega a la superficie.

6.3. Fotones: Isodosis

h4. Concepto de Isodosis

Una isodosis es el lugar geométrico de todos los puntos de un medio que reciben un igual valor de dosis.

h4. Mapa de Isodosis

El mapa de isodosis es el conjunto de todas las curvas de isodosis que representan la distribución espacial de la dosis dentro del medio.

6.4. Concepto de Radiación Difusa (Dispersa)

La radiación difusa (o dispersa) es el conjunto de fotones y electrones secundarios liberados por los mecanismos de interacción de los fotones incidentes con el medio. Es decir, un fotón primario provoca la liberación de partículas secundarias.

h4. Direcciones de Propagación

La radiación difusa se propaga en varias direcciones:

• Dirección de la radiación incidente (hacia adelante).
• Dirección oblicua hacia adelante.
• Difusión lateral.
• Retrodispersión (hacia atrás).

6.5. Electrones: Rendimiento en Profundidad (RP)

h4. Características de la Curva

En el caso de los electrones, a mayor energía, mayor es la dosis depositada en la superficie y mayor es la profundidad a la que se alcanza el 100% de la dosis depositada.

h4. Puntos Clave de la Curva de Electrones

• Meseta: El inicio de la curva de rendimiento en profundidad se asemeja a una meseta, que es más horizontal cuanto mayor es la energía del haz.
• Z_100% (Dosis Máxima): Profundidad a la que se deposita el 100% de la dosis.
• A.T. (Alcance Terapéutico): Profundidad a la cual se alcanza el 85% de la dosis después del 100%.
• A.P. (Alcance Práctico): Profundidad a la cual el porcentaje de dosis es muy pequeño y comienza a predominar la cola de rayos X.
• Cola de Rayos X: La disminución final del rendimiento en profundidad, causada por los fotones de Bremsstrahlung generados por los electrones al frenarse en el medio.

h4. Fórmulas de Cálculo de Profundidad (en cm)

Para estimar las profundidades en función de la energía (E en MeV):

• Z_100%: E (MeV) / 5
• Z_85% (A.T.): E (MeV) / 3
• Z_{Pequeño %} (A.P.): E (MeV) / 2

6.6. Electrones: Isodosis y Diferencias con Fotones

h4. Concepto de Isodosis

El concepto de isodosis es el mismo que para los fotones: lugar geométrico de puntos con igual dosis.

h4. Diferencias con el Mapa de Isodosis de Fotones

Los mapas de isodosis de electrones presentan diferencias significativas respecto a los de fotones:

• Los electrones depositan más dosis en la superficie y penetran menos en el medio (por ejemplo, en un cubo de agua).
• Debido a que los electrones tienen carga, sufren mayor dispersión lateral. Esto provoca que las curvas de isodosis se mantengan más constantes respecto al eje del haz (más anchas) en la superficie.
• Visualmente, el mapa de isodosis de electrones tiene una forma característica conocida como «pata de elefante» o «champiñón».

7. Dispositivos Auxiliares en Radioterapia

7.1. Concepto de Colimadores

Dispositivo que se coloca a la salida del haz de radiación y tiene como función principal limitar el tamaño y la forma del campo irradiado.

7.2. Concepto de Cuña (Wedge)

Dispositivo en forma de cuña, fabricado con un material denso (generalmente metal), que se utiliza para compensar las diferencias en la absorción del medio o para modificar la distribución de dosis, inclinando las líneas de isodosis.

7.3. Concepto de Bolus

Material equivalente a tejido (como cera o gel) que se coloca directamente sobre la piel del paciente. Su objetivo es aumentar la dosis en la superficie, desplazando la dosis máxima (Z_max) hacia la piel. Se utiliza frecuentemente en tratamientos con electrones o para tratar lesiones superficiales con fotones.