Maestría en Física Médica

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Estudio dosimétrico en la modalidad de tratamiento de la irradiación de piel total con electrones, a partir de la técnica rotacional en el Instituto Nacional de Cancerología
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-03-06) Mayorga Largo, Yudy Alejandra; Simbaqueba, Axel; Plazas de Pinzón, María Cristina; Instituto Nacional de Cancerología; Agudelo Cardona, David Alejandro; Machado, Harold
En el año 2023, el Instituto Nacional de Cancerología (INC) implementó la técnica de radiación de piel total basada en el protocolo Stanford para tratar patologías clínicas de cáncer de piel, como la micosis fungoide, el síndrome de Sézary y sarcomas del tipo Kaposi. El objetivo principal del proyecto fue realizar un estudio dosimétrico para evaluar y optimizar un protocolo de irradiación de piel total con electrones, empleando la técnica rotacional (RTSEI, por sus siglas en inglés) como una alternativa al método Stanford. Este enfoque rotacional fue diseñado específicamente para el tratamiento de carcinomas en la piel como Micosis Fungoide. Durante el desarrollo del estudio, se utilizaron dosímetros termoluminiscentes (TLD), películas radiocrómicas y sistemas de dosimetría tipo diodo, lo que permitió una evaluación precisa de la distribución de la dosis. Los resultados demostraron que la técnica rotacional ofrece ventajas significativas sobre la técnica Stanford, incluyendo una mayor homogeneidad en la distribución de la dosis y una reducción considerable en el tiempo total de tratamiento. Además, se implementó un esquema de rotaciones con dos paradas estratégicas para priorizar la comodidad del paciente durante el procedimiento. Este diseño mejora la experiencia del tratamiento. Finalmente, se establecieron los elementos técnicos y logísticos necesarios para cada etapa del tratamiento, asegurando la viabilidad y eficiencia de la técnica rotacional como una alternativa para la irradiación de piel total con electrones. (Texto tomado de la fuente).
Validación dosimétrica de planes de radioterapia estereotáctica en cáncer de pulmón
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cuaspud Ruiz, Cristian Dario; Torres Forero, Adriana Marcela; Plazas de Pinzón, Maria Cristina
Este trabajo presenta un análisis de los aspectos dosimétricos en planes de tratamiento de Radioterapia Corporal Estereotáctica de cáncer de pulmón, realizados utilizando el sistema de planificación de tratamiento Eclipse. Estos planes fueron calculados con el Algoritmo Analítico Anisotrópico y el algoritmo Acuros XB, y entregados en el acelerador lineal Halcyon de Varian. Se llevó a cabo un estudio de casos de tipo experimental, utilizando imágenes tomográficas de pacientes que ya han recibido SBRT pulmonar. La población de estudio consistió en imágenes tomográficas de registros de planeaciones de SBRT pulmonar de pacientes con NSCLC en etapa temprana, tratados entre los años 2020 y 2023. Se evaluaron e implementan métodos que permitan disminuir imprecisiones que se generan en el flujo clínico de los tratamientos en el Servicio de Radioterapia del Instituto Médico Oncológico S.A.S. Estos métodos incluyeron validaciones dosimétricas mediante cálculos independientes con el algoritmo SciMoCa del software VeriQA de PTW, comprobaciones de entrega de dosis utilizando el sistema para control de paciente específico Octavius 4D de PTW, la automatización del cálculo de índices dosimétricos para la evaluación clínica de los planes mediante un script implementado en la interfaz de programación de aplicaciones de Eclipse. También, se determinó el impacto del simulador físico Ruby de PTW en la realización de pruebas de extremo a extremo y la prueba Winston Lutz. Finalmente, se implementó un código en el lenguaje de programación Python que utiliza la librería PyLinac para el análisis de la prueba Winston Lutz. Los resultados ofrecen beneficios significativos en el desarrollo de un flujo clínico con mayor precisión en la entrega de dosis, reducción de los tiempos de planificación y optimización de los recursos disponibles (Texto tomado de la fuente).
Dosimetría en haces de radiación usados en la Radioterapia FLASH con haces de electrones de 7 MeV
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-07-11) Avilés León, Valentina; Heinrich, Sophie; Plazas de Pinzón, María Cristina; Aviles, Valentina [https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000128868]; Aviles, Valentina [0000128868]; Grupo Fisica Medica Unalb
El fenómeno radiobiológico conocido como efecto FLASH ha despertado considerable interés en la comunidad científica mundial. Estudios preclínicos han resaltado su notable capacidad para mitigar los efectos colaterales en tejidos sanos mientras mantiene la eficacia en tejidos tumorales. Este procedimiento juega un papel crucial en la expansión de las posibilidades terapéuticas y en mejorar la efectividad de la radioterapia al administrar dosis altas de radiación en intervalos de tiempo extremadamente corto, con tasas de dosis promedio excepcionalmente altas que superan los 40 Gy/s. Es importante destacar que la irradiación instantánea con dosis de energía ultra alta asociada con la Radioterapia FLASH presenta desafíos significativos en la medición y cuantificación de la dosis. La escasez de literatura, protocolos y orientación en este campo es uno de los desafíos que enfrenta esta área de investigación. A pesar de numerosos estudios sobre dosimetría en radioterapia FLASH, sigue existiendo una brecha considerable en el conocimiento de física médica. Además, considerar la relación entre parámetros temporales del haz de radiación, como la tasa de dosis, dosis por pulso y tasa de dosis promedio dentro del pulso, sigue siendo un desafío significativo. En este trabajo final de maestría, se llevarán a cabo mediciones dosimétricas de haces de electrones de 5 y 7 MeV, tanto en modalidades convencionales como FLASH. Este enfoque jugará un papel crucial en la comprensión de la dosimetría en la Radioterapia FLASH. Se anticipa que procedimientos como la determinación de curvas de PDD, controles de calidad diarios tanto para modalidades FLASH como convencionales, la evaluación de la dosis por pulso [Gy/pulso] en relación con la longitud real del pulso [µs], y la determinación de los output factors, entre otras medidas dosimétricos incorporados en este estudio, contribuirán significativamente a la caracterización precisa del haz de electrones para ambas energías. Este enriquecimiento se traducirá en una comprensión más profunda de la dosimetría para haces de electrones de ultra alta energía, fortaleciendo la base de conocimientos esencial para su aplicación en protocolos de aseguramiento de calidad de haces de radiación. (Texto tomado de la fuente)
Implementación de un método de auditoría dosimétrica de campos pequeños de uso clínico en un hospital público de mediana y alta complejidad del sur occidente colombiano, 2023
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Ordoñez Cortes, Adrian David; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio; Plazas de Pinzon, Diego Mauricio
Este trabajo presenta una auditoría dosimétrica de pacientes sometidos a radiocirugía, abordando un estudio de cohorte descriptivo retrospectivo. La población de estudio consistió en pacientes con lesiones intracraneales tratados mediante técnicas HyperArc y VMAT, durante el periodo comprendido entre el 01 de enero de 2022 y el 30 de junio de 2023. La muestra total incluyó a 21 pacientes. El objetivo principal de esta investigación fue evaluar la optimización de los tratamientos de radiocirugía realizados en el Hospital Universitario del Valle. Se llevó a cabo una caracterización detallada de la muestra de estudio, seguida de un análisis individual de las variables relacionadas con la implementación del protocolo. La determinación de la dosis puntual se realizó mediante una prueba End to End, siguiendo las recomendaciones del CoP TRS-483. Asimismo, se efectuó la medición del índice gamma evaluando los diferentes criterios, la dosis de prescripción y el índice de Paddick. Además, se adaptaron y establecieron protocolos para garantizar su correcta ejecución. Los resultados de este estudio indican la implementación de protocolos actualizados en línea con las recomendaciones del TRS-483. Además, se llevó a cabo una prueba End to End para la evaluación de la cadena de tratamiento y por último se establecieron niveles de acción específicos en base a los resultados obtenidos. (Texto tomado de la fuente).
Implementación de la planeación de cáncer de próstata mediante un modelo basado en el conocimiento y optimización multicriterio en un hospital público de mediana y alta complejidad del suroccidente colombiano, 2023
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Criollo Narvaez, Vaneza Yasmin; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio; Plazas de Pinzón, María Cristina
En el presente trabajo se presenta la implementación de la planeación de tratamiento de cáncer de próstata mediante un modelo basado en el conocimiento y optimización multicriterio. Se trata de un estudio descriptivo de retrospectivo. La población de estudio fue constituida por registros de planes de tratamiento con radioterapia para pacientes diagnosticados con cáncer de próstata, durante el periodo del 01 de enero de 2020 a hasta el 30 de junio de 2023, con un total de 170 registros. Para llevar a cabo el estudio, se constituyeron 2 grupos: el primero formado por 140 registros, que fueron usados en el entrenamiento del modelo basado en el conocimiento, mientras los 30 registros restantes se definieron para realizar la validación del funcionamiento del modelo. La investigación se estableció en aras de determinar si los planes generados con el modelo basado en el conocimiento logran mejorar o mantener los criterios de calidad respecto al plan inicial. Para dar respuesta a dicha inquietud, inicialmente se planteó una descripción de variables demográficas (edad, estadio, dosis de prescripción, entre otras), y por otro lado se analizaron de forma independiente las variables que constituyen la categoría de calidad de planeación, entre las cuales se encuentran: estimación de los constraints para los órganos en riesgo, determinación del cumplimiento de estos criterios, evaluación de los índices de homogeneidad y conformidad, y análisis del índice gamma. De acuerdo con los resultados que se obtuvieron en el presente trabajo se logró observar que el modelo de planeación (RP+MCO) logró generar planes de alta calidad, obteniendo mejorías más notorias para algunos órganos, como bulbo peneano, cabezas femorales, médula y vejiga. Sin embargo, para el recto se obtienen métricas que incrementan (detrimento) respecto a los valores de los planes iniciales. Además, el mejoramiento de los planes se puede determinar a través de la puntuación global, con la que se logran categorizarlos como óptimos o aceptables. Al mejorar las métricas el modelo logra cambiar de categoría a cierta cantidad de planes, y en la etapa de validación se logra subir de nivel a 7 registros, representando una disminución de dosis en los órganos en riesgo y una mayor cobertura de los volúmenes objetivo. Por otra parte, se obtuvieron planes con altos índices de homogeneidad y conformidad (superando a los planes iniciales). Finalmente, en la evaluación de la calidad de planeación para los planes de validación se tuvo un cumplimiento del 100.0% de los índices de alta calidad. (Texto tomado de la fuente).
Análisis de características radiómicas en imágenes de F-18-FDG PET y Resonancia Magnética multiparamétrica como predictores de la respuesta al tratamiento de quimioterapia neoadyuvante en cáncer de mama
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Guarín Insignares, Marco Antonio; Agulles Pedros, Luis; Namías, Mauro; https://www.researchgate.net/profile/Marco-Guarin
El propósito de este estudio fue evaluar si las características radiómicas derivadas de imágenes de F-18 FDG PET y los mapas de ADC obtenidos por resonancia magnética (RM) son capaces de predecir la respuesta patológica completa (pCR) a la quimioterapia neoadyuvante (QNA) en pacientes con cáncer de mama localmente avanzado. 30 pacientes sin tratamiento previo sometidas a PET con F18-FDG y RM fueron incluidas en este estudio. Los especímenes de la biopsia pretratamiento fueron usados para extraer las características inmunohistoquímicas del tumor. Los resultados histopatológicos del tumor resecado post QNA fueron usados para clasificar entre pCR y No-pCR. 1702 características radiómicas y 4 por biopsia fueron extraídas. La reproducibilidad ante la variabilidad intra- e inter-observador fue evaluada usando el coeficiente de correlación intraclase ICC>0.9. La reducción de la dimensionalidad fue realizada por selección de mínima redundancia y máxima relevancia. Tres métodos: Boruta, Wilcoxon y un modelo Random Forest fueron implementados para seleccionar las características más importantes. Un modelo de aprendizaje supervisado por Random Forest con validación cruzada por Leave-One-Out fue implementado. El mayor rendimiento fue obtenido por la característica de PET “wavelet-HHL_glcm_Imc1” (AUC=0.78; IC95%: 0.70-0.87; sensibilidad: 50%; especificidad: 91%) que también fue la de mayor robustez entre los modelos de selección. El método de muestreo sintético adaptativo (ADASYN) fue implementado para balancear las clases y el modelo combinado entre la expresión de receptores de estrógenos (RE) obtenida por biopsia y la característica de PET “wavelet-HHL_glcm_Imc1” obtuvo el mejor rendimiento (AUC=0.95; sensibilidad=90%; especificidad=86%). El análisis radiómico combinado tiene el potencial para predecir la pCR a la QNA en pacientes con Ca de mama localmente avanzado y mejorar la estratificación preterapéutica. En este trabajo se ha desarrollado un flujo de trabajo radiómico robusto y reproducible para su implementación. (Texto tomado de la fuente).
Cuantificación automática de la carga metabólica tumoral en imágenes de tomografía por emisión de positrones de 68Ga-PSMA en pacientes con carcinoma de próstata
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Sarmiento Torres, Camilo Ernesto; Gómez Jaramillo, Francisco Albeiro; Barbosa Parada, Nathaly
Contexto: El cáncer de próstata es el segundo tipo de cáncer más frecuente en hombres a nivel mundial, y su incidencia varía considerablemente según las regiones geográficas. En Latinoamérica, se estima que es el tercer tipo de cáncer más común y el más letal entre los hombres. Para un tratamiento efectivo, es crucial determinar con precisión la extensión de la enfermedad, y las imágenes PET/CT con radiotrazadores específicos del antígeno de membrana de próstata (PSMA) han demostrado ser útiles para este propósito. Estas imágenes también permiten medir la carga metabólica tumoral, un indicador importante para evaluar la respuesta al tratamiento, ya que una mayor carga metabólica se relaciona con un grado de malignidad más elevado y un posible avance de la enfermedad. No obstante, las imágenes PET/CT presentan desafíos debido a su baja resolución y alto ruido, lo que dificulta la delimitación precisa de la carga metabólica tumoral y requiere una considerable cantidad de tiempo. Los métodos comunes para esta delimitación son la interpretación visual y el uso de umbrales en software semiautomáticos, pero ambos presentan limitaciones y variabilidad dependiendo del observador o del umbral seleccionado. En el caso del cáncer de próstata metastásico, la delimitación manual es aún más compleja debido a la presencia de múltiples metástasis, lo que puede afectar la determinación de los tratamientos. Para afrontar estas dificultades, en este trabajo se han explorado enfoques basados en aprendizaje de máquina, que ofrecen una mayor precisión y se han revelado como una herramienta valiosa para mejorar la delimitación y cuantificación del MTB, brindando un método validado, reproducible y preciso para los centros oncológicos. Objetivo: El objeto de este trabajo fue cuantificar de forma automática la carga metabólica tumoral a través de algoritmos de aprendizaje de máquina en imágenes de tomografía por emisión de positrones de 68Ga-PSMA en pacientes diagnosticados con carcinoma de próstata. Metodología: Este trabajo adopto la metodología CRISP-DM (Cross Industry Standard Process of Data Mining) pero se realizaron adaptaciones donde fue necesario. Se recolectaron 100 exámenes PET/CT de 68Ga-PSMA en pacientes diagnosticados con carcinoma de próstata los cuales fueron anotados y estandarizados para después entrenar y evaluar una red neuronal convolucional con la arquitectura Attention U-NET en la tarea de la segmentación semántica de la carga metabólica tumoral. Resultados: Los resultados principales incluyen la creación de un modelo que puede cuantificar de manera automática la carga metabólica tumoral en exámenes PET/CT de 68Ga-PSMA en pacientes diagnosticados con carcinoma de próstata en la región de la pelvis. Este modelo destaca las captaciones en la próstata y los ganglios linfáticos. (Texto tomado de la fuente)
Niveles de referencia para los procedimientos de imagenología diagnóstica más comunes realizados en el Hospital Universitario Nacional
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-11-30) Pachón Numpaque, Nelson Enrique; Agulles Pedrós, Luis; Torres Angarita, Luz Dary; Física Radiológica
Para establecer los valores típicos o niveles de referencia diagnósticos institucionales de los procedimientos fluoroscópicos y tomográficos más frecuentes realizados en el Hospital Universitario Nacional, es necesario entender el funcionamiento de los equipos generadores de radiación ionizante; determinar las magnitudes dosimétricas que se usan predilectamente para este fin; recopilar información suficiente y hacer el análisis estadístico por cada procedimiento; pero si los equipos fluoroscópicos no tienen la tecnología que permita medir los parámetros dosimétricos directamente, se plantea una metodología para estimar el Kerma en aire en la superficie de entrada y el producto kerma área. Caracterizando la radiación a la salida del tubo de rayos x, ( función de rendimiento) y evaluando esta función con los valores técnicos de tensión y corriente usados durante cada procedimiento registrado. Los resultados obtenidos para los tres procedimientos más comunes en la modalidad de tomografía arrojan valores típicos cercanos a los publicados por diferentes fuentes en la región y para los tres procedimientos más comunes en fluoroscopia los resultados estimados son inferiores a los publicados por otras instituciones, sin embargo, se recomienda comparar los valores típicos con los niveles de referencia que se publique de manera oficial en el país, para poder iniciar protocolos de optimización de dosis de radiación. (Texto tomado de la fuente)
Comisionamiento y comparación dosimétrica de los algoritmos Para cálculo de dosis con electrones
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Andrade Melo, Diego Fernando; Orejuela Mosquera, Diego Mauricio; Plazas de Pinzon, María Cristina
En este trabajo se describe el proceso de comisionamiento del algoritmo electrón Montecarlo, llevado a cavo en el Hospital Universitario del Valle “Evaristo Garcia” E.S.E, centro médico de alta complejidad. En el proceso de comisionamiento se realizarán medidas de dosimetría relativa, Porcentaje de Dosis en profundidad (PDD), con energías de 6, 9, 12, 15 y 18 MeV, para cada energía se midió las curvas de PDD con los aplicadores para electrones A06, A10, A10x6, A15, A20 y A25, también se midió Perfil de Dosis en Aire para las energías mencionadas previamente, sin aplicador y con un campo de 40x40. Finalmente para el proceso de comisionamiento se midió el output factor en relación con el aplicador de referencia A15, estos datos fueron suministrados al TPS, para el funcionamiento del algoritmo; el cual se comisionó en el acelerador TrueBeam. Se realizó una comparación dosimétrica entre lo calculado por el algoritmo y las medidas realizadas con la matriz 729 octavius para diferentes planes, estas comparaciones representan las pruebas de aceptación que se llevaron a cabo para evaluar el desempeño del algoritmo, mediante la comparación de los cálculos realizados con el mismo, con las medidas obtenidas a través de la matriz 729 octavius para diferentes planes. Se usaron placas de PMMA, las medidas consistieron en irradiarlas directamente y detectar la dosis con la matriz 729 octavius, estas pruebas se realizaron irradiando con un campo directo (gantry 0º) y campos oblicuos (gantry 10º), se compararon las mediciones haciendo un análisis gamma entre las distribuciones de dosis medidas por la matriz 729 y lo calculado por el TPS, obteniendo como resultado una coincidencia mayor al 99% por lo que el algoritmo pasó las pruebas de aceptación. Se realizó un control de calidad irradiando dos simuladores físicos antropomórficos, uno con forma de mama y otro con el perfil de una nariz, para irradiar el ala nasal, estos simuladores físicos se fabricaron con grenetina, glicerina y agua destilada. Se seleccionaron estas formas específicas debido a que permiten evaluar el comportamiento de cada algoritmo en una situación realista donde el haz incide sobre una superficie anatómicamente irregular, lo cual es común en las zonas de tratamiento de radioterapia con electrones en el Hospital Universitario del Valle. La comparación se realizó midiendo las distribuciones de dosis con la matriz 729 sobre la cual se ubicaron los simuladores físicos antropomórficos y lo calculado por el TPS, la comparación se realizó haciendo un análisis gamma. (Texto tomado de la fuente)
Simulación de efectos biológicos de la cadena del ADN bajo la acción simultánea de radiación ionizante e hipertermia
(Universidad Nacional De Colombia, 2023-08-09) Rodríguez Coronado, Diego Antonio; Plazas, Maria Cristina
La radiación ionizante ha sido utilizada a lo largo de los años como una herramienta en la creación de prácticas sanitarias y, en especial, en tratamientos oncológicos mediante la radioterapia. Existen, sin embargo, otros tratamientos alternos como la hipertermia, que se basan en focalizar gradientes de temperatura en la región de interés sin hacer uso de la radiación ionizante. Este trabajo se centra en simular los efectos que presenta la radiación ionizante y la hipertermia aplicadas de manera simultánea en las moléculas de ADN, utilizando el modelo de Charlton incluido en la herramienta computacional conocida como TOPAS-nBio que está basada en las extensiones de Geant4-DNA. Se simuló el transporte de rayos X primarios de baja energía y las correspondientes partículas secundarias producidas en un medio acuoso, para estudiar el daño radiobiológico en forma de rupturas SSB y DSB de las hebras de la molécula de ADN y, a su vez, investigar el efecto sinérgico de radiación e hipertermia en un rango de 40 a 50 °C. Adicionalmente, se implementó en la simulación una forma de cambiar la magnitud de las secciones transversales asociadas con los procesos físicos dominantes para estudiar el impacto en el número de rupturas SSB y DSB. Los resultados evidencian un acuerdo razonable con lo reportado en la literatura, dejando abierto el camino para futuras investigaciones.
Estudio de la caracterización dosimétrica de bolus 3D impresos para radioterapia externa y braquiterapia
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-07-31) Carrillo Chacón, Karen Marcela; Simbaqueba, Axel Danny; Plazas, María Cristina
La impresión 3D de bolus en radioterapia es una nueva tecnología que se desea implementar en el Instituto Nacional de Cancerología, permitiéndole al paciente un mejor tratamiento contra el cáncer. El objetivo de este estudio consistió en describir y evaluar la implementación del bolus impreso 3D en el entorno clínico, para ello se evaluaron las propiedades dosimétricas mediante el estudio de los porcentajes de dosis en profundidad y los porcentajes laterales de dosis de los materiales ABS y PLA en diversos porcentajes de impresión, 20\%, 40\% y 60\%. Esta caracterización se realizó para la radioterapia externa con un haz fotones, electrones y braquiterapia de alta tasa de dosis con una fuente de Iridio-192. A partir de los resultados obtenidos se puede concluir que para el caso de fotones el porcentaje de impresión más similar a la parafina para ABS, es del 60\% mientras que para PLA es del 40\%. Para el caso de electrones tanto para ABS como para PLA, se recomienda un porcentaje de impresión mayor al 80\% y finalmente para el caso de la braquiterapia de alta tasa de dosis con Iridio 192, se recomienda un porcentaje de impresión del 60\% tanto para ABS como para PLA. (Texto tomado de la fuente)
Comparación de la distribución dosimétrica de la radiocirugía estereotáctica Gamma Knife frente a la radioterapia con acelerador lineal en el tratamiento de metástasis cerebrales
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Becerra Gonzalez, Laura Carolina; Mayorga Sierra, Paola Andrea; Sánchez Mendoza, Yuly Edith
Este trabajo tiene como objetivo comparar la distribución dosimétrica de la radiocirugía estereotáctica (SRS) Gamma Knife (GK) frente a la radioterapia con Acelerador Lineal (LINAC) en el tratamiento de metástasis cerebrales. Se realizó la planificación del tratamiento de radiocirugía en el LINAC bajo la técnica VMAT (Arcoterapia Volumétrica de Intensidad Modulada) a 8 pacientes objeto de estudio con diagnóstico de metástasis cerebral cuyos tratamientos fueron realizados previamente con SRS en GK. Posteriormente, se determinó la selectividad, el índice de conformidad (IC), el índice de gradiente (IG) y la cobertura del volumen blanco a partir de los histogramas dosis-volumen cuyos resultados demuestran que el uso de las herramientas de optimización de dosis en los planes con LINAC representan una mayor selectividad e índice de conformidad con respecto a los planes en GK, sin embargo, con LINAC se obtiene un alto volumen cerebral cubierto por dosis bajas en comparación con GK en donde los planes de tratamiento demuestran una cobertura e índice de gradiente superiores. Los valores obtenidos serán un aporte a los estudios comparativos de estas metodologías de radiocirugía para tratar pequeños volúmenes objetivo en pacientes con diagnóstico de metástasis cerebral, teniendo en cuenta que es el primer estudio con datos locales empleando técnicas disponibles actualmente para el tratamiento de esta patología. (Texto tomado de la fuente)
Caracterización y gestión segura de elementos activados en ciclotrones médicos en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) González Sánchez, Mercy Natalia; Olaya Dávila, Hernán Olaya; Agulles Pedrós, Luis
Mediante espectrometría gamma de alta resolución, se realizó la caracterización de aguas recuperadas y algunas piezas activadas como lámina de havar y junta helicoflex, provenientes de la configuración del blanco objetivo para dos ciclotrones médicos ubicados en los departamentos de Cundinamarca y Antioquía. Según resultados provenientes de publicaciones internacionales, no solo las piezas de la configuración del blanco se activan por la interacción de los protones con los distintos materiales y por ello, con el fin de identificar los radionúclidos presentes en las piezas y cuantificar su actividad, nos dimos a la tarea de también caracterizar una columna de QMA y una muestra del residuo del filtro de la bomba de vacío para uno de los ciclotrones. Los resultados de la identificación de radionúclidos muestran que las aguas recuperadas y las láminas de havar se activan con Co-56 y Co-57 siendo las láminas de havar las que contienen mayor actividad. Las incertidumbres asociadas a la cuantificación de actividad para cada pieza analizada, se encuentran por debajo del 12%. El residuo del filtro de la bomba de vacío del ciclotrón Siemens Hp Eclipse, se activa con Zn-65, este material particulado emisor de radiación ionizante debe ser manipulado con guantes, gafas y mascarilla adecuados. Adicionalmente, se calcularon las tasas de dosis a las que está expuesto el personal ocupacional cuando se encuentran en actividades de extracción de las piezas del blanco del ciclotrón y cuando realizan traslados a la zona de almacenamiento temporal de los desechos radiactivos dentro de las instalaciones del ciclotrón médico. Con base en la normatividad nacional e internacional y los resultados obtenidos, se realiza un protocolo como complemento para la gestión de desechos radiactivos en ciclotrones médicos, con el objetivo de guiar a las instalaciones sobre las etapas de gestión, en especial, los tiempos de almacenamiento temporal para las piezas del blanco del ciclotrón activadas y además concientizar sobre la responsabilidad de dar el manejo adecuado a los residuos generados evitando riesgos de irradiación innecesarios al medio ambiente y al personal del público. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la calidad de la imagen de spect/ct en rastreos posterapia con 131I y 177Lu
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-06-06) Castellanos Castellanos, Deisy Nataly; Barbosa Parada, Nathaly; Plazas de Pinzon, Maria Cristina; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000098087; https://orcid.org/0000-0003-1317-7289
Un método muy utilizado en los últimos años debido a sus excelentes resultados para tratar tumores neuroendocrinos, cáncer de próstata metástasis resistente a la castración y cáncer de tiroides es el teragnóstico, un ́área de la medicina nuclear que emplea moléculas unidas a radionúclidos y que combina el diagnóstico y la terapia dirigida específica para lograr un tratamiento personalizado para el paciente. Se conoce la terapia con yodo radiactivo I-131 para tratar el carcinoma diferenciado de tiroides y el radioisótopo Lu-177 para tratar tumores neuroendocrinos y cáncer de próstata resistente a la castración. Debido a las características físicas de estos radionuclidos, ya que son emisores de radiación gamma y beta, mediante las emisiones gamma es posible obtener imágenes posteriores a la terapia conocidas como rastreo posterapia, que nos da información de la biodistribución del radiofármaco y estimar la respuesta exitosa de la terapia. En el presente trabajo se evalúa la calidad de la imagen de rastreos Post-terapia I-131 cuando se utilizan colimadores HEGP y MEGP para imágenes I-131 post-terapia utilizando un fantoma y un protocolo clínico de adquisición y reconstrucción. El trabajo se limita al análisis de imagen SPECT de I-131, ya que en los meses precedentes a esta entrega se da un desabastecimiento de Lu-177 a nivel global, producto de la falla que presentó uno de los reactores que producen este radioisótopo. (Texto tomado de la fuente)
Control de calidad de paciente específico y dosimetría in vivo para la técnica TBI/VMAT sobre un simulador físico
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Castillo Martínez, Andrés Felipe; Simbaqueba Ariza, Axel Danny; Plazas De Pinzón, María Cristina
Este trabajo surge como continuación de un protocolo de irradiación corporal total (TBI) usando arcoterapia volumétrica de intensidad modulada (VMAT) desarrollado en el Instituto Nacional de Cancerología, debido a que es necesario establecer una metodología para ejecutar un programa de control de calidad de paciente específico y una dosimetría in vivo usando cristales termoluminiscentes (TLD) y diodos. Para ello, se parte desde una descripción detallada de los principios físicos básicos que subyacen cada uno de estos temas para lograr un entendimiento global de los objetivos. Luego, se aplican los protocolos y recomendaciones locales e internacionales para desarrollar las metas establecidas en el proyecto. Esto permitió comparar cualitativa y cuantitativamente los sistemas dosimétricos de estudio, resaltando las ventajas y desventajas que tienen entre si. También se toma en cuenta la importancia de las actividades de gestión de riesgos que puede llevar a cabo la entrega de un tratamiento especializado como es la TBI, evaluando controles de calidad basados en mediciones sobre fantomas que simulan la entrega de dosis y basados en software que determinan la exactitud en el cálculo de dosis del sistema de planeación de tratamiento. (Texto tomado de la fuente).
Creación de un protocolo para la construcción de curvas de supervivencia sobre la línea celular SiHa utilizando un acelerador lineal de uso clínico
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-06-04) Chona Perea, Rafael Esteban; Rodríguez, Josefa Antonia; Plazas, María Cristina; Rumbo, Génesis; Mejía, Vanessa; Pabón, Alexandra
A finales del siglo XIX, poco después de la invención de los rayos X, se descubrió que la radiación ionizante podía ser utilizada como tratamiento oncológico. Durante el siguiente siglo se realizaron una serie de experimentos in vivo e in vitro, que buscaban explicar las propiedades de la interacción radiación-célula, creando el campo de la radiobiología. A partir de estas investigaciones se desarrolló el modelo lineal-cuadrático, que sirve para cuantificar el daño letal y sub-letal de la radiación en la célula, comparando la dosis recibida con la fracción de supervivencia celular. Esto se conoce como una curva de supervivencia celular y es muy útil para comparar distintas características de un tratamiento en radioterapia (como fraccionamiento, calidad de la radiación, entre otras). En este trabajo final de maestría se busca crear un protocolo de construcción de curvas de supervivencia celular utilizando haces de radiación de 6 MeV con un acelerador lineal para facilitar la realización de experimentos radiobiólogicos en el futuro. (Texto tomado de la fuente).
Estudio del comportamiento de supervivencia in vitro de células SiHa irradiadas con una fuente de Ir-192 de BQT-HDR
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-05-31) Jaimes Motta, Andrei Enrique; Pabón Girón, Yudy Alexandra; Plazas, María Cristina; Rodríguez García Josefa Antonia; aimes Motta, Andrei Enrique [V2th8QAAAAJ]; Jaimes Motta, Andrei Enrique [0000-0002-8601-896X]; Grupo Fisica Medica Unalb
En el presente trabajo se evaluó la supervivencia de la línea celular SiHa al ser irradiada con una fuente radiactiva de Iridio 192 (Ir-192), para esto se planteó y desarrolló la siguiente metodología. En la primera fase se realizaron los controles de calidad asociados a la actividad de la fuente, los tiempos de tránsito y la verificación de la dosis a entregar. Se verificó la actividad de la fuente obteniendo un error del 0.9104% y el tiempo de tránsito con un error de 3.15%, además de verificar y corregir una subdosificación del 15% de la dosis al momento de irradiar los cultivos celulares. En la segunda fase de la metodología se obtuvo una curva de supervivencia celular a partir del ensayo por MTT, para diferentes dosis irradiadas, obteniendo un comportamiento exponencial decreciente acorde a lo mostrado en la literatura; se realizaron también ensayos clonogénicos para determinar la fracción de supervivencia de las células, pero los resultados no fueron concluyentes. En la tercera y última fase se irradiaron cultivos celulares con dos de los esquemas de irradiación más usados en los procedimientos de braquiterapia del Instituto Nacional de Cancerología. El Esquema 1 con dosis de 5.5 Gy en 5 fracciones y el Esquema 2 con dosis de 7 Gy en 4 fracciones, obteniendo una menor supervivencia celular con el Esquema 2. (Texto tomado de la fuente)
Protocolo de implementación para la irradiación de piel total con electrones a partir de la técnica Stanford en el Instituto Nacional de Cancerología
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-05-21) Agudelo Cardona, David Alejandro; Simbaqueba Ariza, Axel Danny; Plazas, María Cristina
En este trabajo se estableció un protocolo para la implementación de la irradiación corporal total con electrones, para el cual se requirió la habilitación del modo especial de alta tasa de dosis en un acelerador VARIAN IX, cumpliendo con los requisitos establecidos por VARIAN, el cual exigen una simetría no mayor al 2 % para el inplane y crossplane de los perfiles de dosis en condiciones de referencia (campo de 36 x 36, SSD 100 cm, colimador a 0° y tasa de dosis de 888 UM/min). Así mismo, se logró la caracterización de un haz de electrones de 6 MeV a través de las especificaciones geométricas de la sala de tratamiento del INC, contando con un SSD extendido de 483 cm al punto central del inmovilizador vertical y un campo efectivo de (241 x 241) cm en las diagonales de un campo cuadrado rotado 45 grados, además de la calibración y uso de películas radiocrómicas obteniendo un porcentaje de error relativo de dosis de ± 2 % respecto al sistema de planeación (TPS) en condiciones de referencia (campo de 10 x 10, SSD 100 cm y energía de 6 MeV). Se determinan perfiles de dosis con un buen comportamiento para un campo de 40 x 40, con rotación de colimador a 45°, SSD extendida de 448,6 cm, alta tasa de dosis 888 UM/min y energía de 6 MeV; así como el cumplimiento en las uniformidades de dosis establecidas por la AAPM con una pequeña variación en el crossplane de ± 5, siendo la recomendada por la AAPM como ± 4. Variaciones de dosis en profundidad fueron halladas, logrando cumplir con los criterios establecidos por la EORTC, en la cual sugieren que las superficies de Isodosis entregadas del 80 % y 50 % se encuentren al menos en 4 mm y 5 mm a 15 mm de profundidad respectivamente. Distribuciones de dosis en el plano de tratamiento son presentadas, encontrando zonas con gradientes máximos del 15 % de la dosis prescrita. Por último, se determinó el número de unidades monitor a dar para una sesión de tratamiento de TSEI, teniendo en cuenta la prescripción de dosis y la geometría de irradiación según la técnica Stanford; se encontró que para una prescripción de 1,8 Gy haciendo uso de un solo campo de irradiación deben darse 2450 UM por posición de tratamiento. Una bandeja personalizada, rotada a 45 grados y un panel de PMMA con espesor de 0,6 cm para la degradación del haz y cámaras de ionización fueron usados. Por otra parte, en la sección 4.2, se definieron cada una de las consideraciones a tener en cuenta al momento de posicionar e inmovilizar un paciente apto para la TSEI, teniendo presente poblaciones de pacientes que posean morbilidades como problemas locomotores o patologías graves, obteniendo una práctica difícil en la ubicación del paciente. Asimismo, se debe considerar aquella población que no presenta características (sean patológicas o psiquiátricas) capaces de dar lugar a problemas en el posicionamiento. Dispositivos de inmovilización y de protección adquiridos por el INC fueron considerados. Se inmoviliza un maniquí antropomórfico con el propósito de reproducir las posiciones definidas en la técnica Stanford, reproduciendo 2 de las 6 posiciones (AP y PA) debido a impedimentos físicos del maniquí. Por último, se ejecuta la verificación dosimétrica en la superficie del maniquí mediante el uso de dosímetros TLD, diodos y películas radiocrómicas, encontrando que regiones que cuentan con protuberancias o se encuentren muy cerca al inmovilizador vertical, tienen gradientes de dosis mayores que otras zonas del maniquí; a su vez se concluye que la determinación de impartir un boost local, deberá ser evaluado por el oncólogo radioterápico y físico médico tratante. (Texto tomado de la fuente)
Configuración de arcos parciales VMAT para tratamiento de radioterapia de mama izquierda, fraccionamiento FAST FORWARD
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-04-22) Acevedo Orozco, Sandra Liliana; Rozo Albarracín, Edwin Edwardo; Puerta Ortíz, Jorge Anselmo
La radioterapia adyuvante para el cáncer de mama es un tratamiento estándar que se utiliza para mejorar el control tumoral local y la supervivencia general. Para América Latina y el Caribe, se estima un aumento en la incidencia de casos nuevos del 47% para el año 2040. [1] Este estudio utiliza los criterios dosimétricos de aceptación del ensayo UK-FAST-FORWARD (26 Gy – 5 Fx), con el fin de evaluar la técnica de tratamiento VMAT (Arcoterapia de Intensidad Modulada Volumétrica) en comparación con las técnicas generalmente usadas IMRT (Radioterapia de Intensidad Modulada) y 3DCRT (Radioterapia conformal en 3D), para una muestra aleatoria de 20 pacientes. Es importante señalar que estos criterios dosimétricos se aplicarán a todas las técnicas mencionadas, incluyendo VMAT, IMRT y 3DCRT. El software de análisis de ciencia de datos llamado STATA se utilizó para verificar que las diferencias observadas en las muestras poseen significancia estadística. Este análisis mostró una mejora significativa (p<0.05) de los índices de conformidad para las técnicas IMRT y VMAT en comparación con técnica conformal. No se observaron diferencias estadísticamente significativas para el índice de homogeneidad entre VMAT y 3DCRT. Por otra parte, para los órganos a riesgo se evidenció un aumento significativo en pulmón ipsilateral V30% (p=0.0001), Corazón V5% (p=0.0000) y V25% (p=0.0005) con la técnica VMAT comparado con 3DCRT. Para IMRT se reportó una diferencia significativa por encima en el parámetro V5% en corazón (dosis bajas) con comparación a la técnica 3DCRT. La técnica conformal demostró ser la técnica que menor entrega dosis a los OAR. En conclusión, la técnica de tratamiento VMAT trae consigo una mejor conformación de la dosis prescrita en el volumen objetivo (PTV). Sin embargo, representa un incremento en las dosis entregadas a pulmón ipsilateral, corazón y mama contralateral. Con la técnica 3DCRT, se evidencia una disminución significativa de la dosis en los órganos a riesgo, no obstante, el volumen que recibe la dosis de prescripción es mayor en comparación con el volumen objetivo (PTV), es decir, las curvas de isodosis no se ajustan al PTV. Finalmente, para la técnica de Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT), se observa que no hay diferencia significativa conformando la dosis en el volumen objetivo en comparación con la técnica conformal, aunque si presenta diferencia significativa favorable en la dosis entregada a los órganos a riesgo en comparación con la técnica VMAT. Por lo tanto, con los datos obtenidos y evaluando el alcance del estudio, se recomienda el uso de Radioterapia Conformal 3DCRT, sin embargo, este estudio no evalúa los efectos cosméticos de cada técnica, razón que podría decantar la decisión para optar por el uso de las técnicas IMRT y VMAT, a pesar de las dosis entregadas a los órganos a riesgo. Por ende, la decisión está sujeta de criterios clínicos y técnicos y no puede ser totalmente concluyente con el alcance de este estudio. (Texto tomado de la fuente)
Desarrollo de un software para análisis de riesgo con redes complejas en radioterapia de haz externo
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Arévalo Casas, Manuel Julián; Rozo Albarracín, Edwin Edwardo; Morales Aramburo, Javier de Jesús
Hemos desarrollado un software que utiliza conceptos de redes complejas y el método de la matriz de riesgo para realizar análisis de riesgo en servicios de radioterapia. Además de medir la importancia de las barreras y proyectar la implementación de barreras faltantes según su robustez, el software permite el estudio de la dinámica en servicios o modelos sometidos a fallas y ataques en las barreras. Para definir la red de sucesos y barreras, utilizamos una red bipartita y pesada que consta de un grupo de nodos que representan los sucesos iniciadores y otro que representa las barreras, cuyas conexiones son ponderadas por la robustez de las barreras. Se crearon estas redes para los modelos de errores y fallos potenciales (FMEA) en radioterapia convencional (MARR) y con técnicas avanzadas (MARRTA), y se utilizó un algoritmo para determinar los riesgos a partir de estas redes. La definición de la red permitió estudiar la dinámica de los modelos y servicios reales cuando se someten a fallas o ataques en sus barreras, definiendo cuatro fases según la fracción de barreras que fallan o se atacan, donde cada fase corresponde al dominio global de un nivel de riesgo específico. Durante la implementación del software, se obtuvieron análisis de riesgo de los modelos MARR y MARRTA, y se comprobó que los resultados obtenidos coinciden con los reportados. También realizamos el análisis de un caso hipotético donde el nivel base de frecuencia de los iniciadores del modelo MARRTA se aumentó en un nivel, encontrando que existe una fase de dominio del nivel de riesgo muy alto cuando se generan fallas en el 99% de las barreras. Además, estudiamos tres servicios reales identificando que la implementación de barreras con una robustez normal resultó en una mayor disminución de riesgos en comparación con la implementación de las barreras con mayor robustez. (Texto tomado de la fuente)

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