equivalencia radiobiológica. el modelo lineal cuadrático...los animales estudiados con...
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Equivalencia Radiobiológica.
El modelo Lineal Cuadrático
Victor Bourel - Universidad Favaloro – Buenos Aires - Argentina
Objetivo de la Radioterapia
Entregar la dosis necesaria para tratar la lesión
No dañar estructuras sanas durante el tratamiento
Algunos Hitos
en la Radiobiología Clínica
1944 – Curvas de Isoefecto (Strandqvist)
1972 – TDF (Orton)
1982 – Modelo Lineal Cuadrático (Barendsen)1982 – Modelo Lineal Cuadrático (Barendsen)
1985 – NTCP (Lyman)
19?? – TCP (…………………………)
1997 – EUD (Niemierko )
Relación Dosis-tiempo
1944 – Stranqvist (Tumores de piel)
D = k x T 0.22
1951 – Cohen (Tolerancia de piel sana)
D = k x T 0.33
Nominal Standard Dose
Dosis máxima tolerable en tejido normal (F. Ellis, 1967)
D = NSD . T 0.11 . N 0.24
Donde : D : dosis en radsDonde : D : dosis en rads
T : tiempo en días que dura el tratamiento
N : número de fracciones
NSD (Nominal Standard Dose) : dosis máxima dada
en una sola fracción tolerable por tejido conectivo
Nominal Standard Dose
Desventajas : - solo puede evaluar dosis máxima tolerable
- valida en un rango de 4 a 30 fracciones
- valida solo para tejido conectivo
“Excepto en hueso y cerebro la dosis tumoral limitada por la tolerancia del tejido normal, podría ser basada sobre la tolerancia de la piel”
F. Ellis. 1969
Parcial Tolerance
Parcial Tolerance (F. Ellis, 1969)
PT = NSD . (n / N)
Donde : N : número de fracciones para llegar al nivel de tolerancia
n : número de fracciones que fueron dadas
Dosis máxima tolerable en
tejido normal no conectivo
Wara (1973)Pulmón: D = k . T 0.058 . N 0.377Pulmón: D = k . T 0.058 . N 0.377
Wara (1975)Médula espinal: D = k . T 0.04 . N 0.40
1.538
N = [ (NSD/d) . x 0.11 ]
Factor TDF (time, dose, fractionation)
C. Orton, F. Ellis; 1973
donde: N : número de fracciones
d : dosis por fracción en rads
x : función del número de días por semana que se realiza el tratamiento (T / N)
PT = n . NSD -0.538 . d 1.538 . x –0.169
Factor TDF (time, dose, fractionation)
C. Orton, F. Ellis; 1973
PT = NSD -0.538 . TDF . 103
TDF = n . d 1.538 . x -0.169 . 10 -3
Factor TDF (time, dose, fractionation)
C. Orton, F. Ellis; 1973
donde: n : número de fracciones
d : dosis por fracción en rads
x : función del número de días por semana que se realiza el tratamiento (T / N)
Ventajas : - es aditivo
- depende solo de parámetros del fraccionamiento
- dos tratamientos con igual TDF son radiobiologicamente equivalente
Factor TDF (time, dose, fractionation)
C. Orton, F. Ellis; 1973
Desventajas : - los valores de los exponentes son validos solo para tejido conectivo
- no tiene en cuenta tasa de dosis
- no es válido para menos de 4 fracciones
Factor DF (decaimiento)
Es un factor que estima la perdida de eficiencia biológica de la primer parte de un tratamiento que ha sido interrumpido
0.11
DF = T
T + R
donde : T : tiempo en días de la primera parte del tratamiento
R : tiempo en días de interrupción
Primer periodo del tratamiento: TDF1
Interrupción: DF
Factor TDF (time, dose, fractionation)
C. Orton, F. Ellis; 1973
Segundo Periodo de tratamiento : TDF2
TDFTotal = DF . TDF1 + TDF2
Curvas de sobrevida celular
• Teoría de blancos
• Modelo de dos componentes• Modelo de dos componentes
• Modelo Lineal Cuadrático
Curva de sobrevida celular
Escala Lineal Escala Logarítmica
La escala Logarítmica permite ver y comparar efectos en zonas de muy baja sobrevida
Teoría de blancos
Blanco:
Ciertas regiónes del ADN son de vital importancia para que la célula continue con vida y con capacidad reproductiva. A estas regiones se las “piensa” como los blancos del daño por radiación. “piensa” como los blancos del daño por radiación.
Impacto:
Daño sobre un blanco.
Blanco único – Impacto único
• Cada célula posee un solo blanco y muere con un solo impacto
• Modelo: S = exp ( - D / D0 )
• D0 : dosis letal media (pendiente)
• D0 es la dosis que reduce a la población celular en 1/e
• Desventajas :
a) no posee hombro inicial
b) no modifica curvatura a altas dosis
Blancos múltiples – Impacto único
• Cada célula posee n blancos y muere con un impacto en cada blanco
• Modelo:
S = 1 – ( 1 - exp ( - D / D0 ) ) n
• n : modifica el ancho del hombro
• Dq : dosis “cuasiumbral” (ancho del hombro)
• D0 es la dosis que reduce a la población celular en 1/e a altas dosis
• Desventajas :
a) no posee pendiente inicial
b) no modifica curvatura a altas dosis
Modelo de dos componentes
• Blanco múltiples + Blanco único
• D1 : fija la pendiente inicial
• Desventajas
A bajas dosis la curva es lineal A bajas dosis la curva es lineal
Modelo: S = exp( -D/D1) (1- ( 1 - exp ( - D (1 / D0 - 1 / D1 ) )) n)
Modelo Lineal Cuadrático
1942 – Lea and Catchside
1972 – Kellerer and Rossi1972 – Kellerer and Rossi
1982 - Barendsen
Dose fractionation, dose rate and isoeffectrelationships for normal tissue responses.Barendsen G. W.Barendsen G. W.Int J Radiat Oncol Biol Phys 1982;8:1981–1997.
Efectos del fraccionamiento
Del estudio de diversos efectos inducidos por los R X y gamma se puede obtener la fórmula de frecuencia de lesiones eficaces:
F(D)=a1 D + a2 D2
Esta ecuación ajusta a datos experimentales de aberraciones cromosómicas, mutaciones, la inducción de tumores y la muerte celular.
Barendsen, 1982
Efectos del fraccionamiento
Efectividad por unidad de Dosis:
E(D) = F(D)/D = (a1 + a2 D)
Efectividad Relativa por unidad de Dosis:
RE = E(D )/ a1 = 1 + D (a2/ a1)
Barendsen, 1982
Parámetros de tejidos normales dañados en los animales estudiados con fraccionamiento
Barendsen, 1982
• Los valores varían entre 0,8 Gy
Parámetros de tejidos normales dañados en los animales estudiados con
fraccionamiento
a1/a2
• Los valores varían entre 0,8 Gy para daño en riñones y 10,8 Gy para descamación de piel.
• Estos valores representan la dosis a la cual los términos lineales y cuadráticos contribuyen equitativamente al daño.
Barendsen, 1982
Parámetros de tejidos normales dañados en los animales estudiados con
fraccionamiento
• Muestran los valores de tolerancia a dosis o dosis de respuesta, que se
Efectividad Relativa (RE)
correspondiente a 20
fracciones
dosis o dosis de respuesta, que se requieren para causar alguno de los diversos tipos de efectos por tratamiento con 20 fracciones. Estos valores fueron calculados de las líneas de las figuras.
• Los valores varían de 1 a 4, mostrando que será necesario el distinguir diferentes grupos de tejidos los cuales están caracterizados en su dependencia en fraccionamiento de dosis.
Barendsen, 1982
Efectividad de regímenes de radiación con respecto a la respuesta de tumores
• Las características más importantes a dosis menores de 4Gy por fracción son acumulación de daño y reparación, y repoblación del tejido.
• La mayoría de los neoplasmas en humanos se originan de células epiteliales, si se asume que la sensibilidad intrínseca células epiteliales, si se asume que la sensibilidad intrínseca depende del tejido de origen, los valores a1/a2 serían similares a los de esas células (10 Gy).
• Esto implica que la influencia del fraccionamiento en la respuesta de estos tumores puede ser menor comparada con tejido conectivo u otros tejidos con valores a1/a2 5Gy o 2.5Gy.
Barendsen, 1982
Modelo Lineal Cuadrático
S = exp (-αD – βD2 ) α predomina en esta parte de la curva,entonces tiene peso sobre la probabilidadde reparación a bajas dosis
β predomina en esta parte de la curva,entonces tiene peso sobre la probabilidadde reparación a altas dosis
Modelo Lineal Cuadrático
• La pendiente cambia continuamente
• Modelo:
S = exp (-αD – βD2 )
• α/β indica el ancho del hombro• α/β indica el ancho del hombro
• en D = α/β ambas componentes tienen el mismo peso
• α : reparación de “single-track”
β : reparación de “two-tracks”
Para una fracción:
S = exp [- (αD + βD2 )]
Para múltiples fracciones:
Modelo Lineal Cuadrático
Para múltiples fracciones:
S = exp [- ( nd (α + βd )] = exp [- D (α + βd )]
Donde: n: número de fracciones
d: dosis por fracción
D: dosis total
Modelo Lineal Cuadrático
DosisDosisd
e S
ob
rev
ida
Tejido tumoral
o de reacciones
“cross over point”
Fra
ccio
nd
e S
ob
rev
ida
o de reacciones
agudas
Tejido de
reacciones
tardías
Menor daño en
tejido de racciones
tardías
Mayor daño en
tejido de
racciones tardías
Cross Over Point
�Las curvas de tejidos de respuesta lenta y rápida (para una fracción) se cruzan a una dosis de entre 2 a 8 Gy.
�La máxima separación entre curva se da a la mitad de la dosis de Cross Over Point.
Si la dosis liberada en única fracción es menor a la del Cross Over Point, la células que sobrevivan de tejido de respuesta
tardía será mayor que la del tumor.
Modelo Lineal Cuadrático
Cross Over Point
Fraccionamiento
42
D por fracción < Cross Over Point
sobreviven mas células de tejido sano que las del tumor
� Efecto diferencial del fraccionamiento
� Mayor control tumoral
� Menores complicaciones.
Modelo Lineal Cuadrático
Cross Over Point
Fraccionamiento
43
D por fracción > Cross Over Point
sobreviven menos células de tejido sano que las del tumor
� Menor control tumoral
� Mayores complicaciones.
Tejidos Normales con Reacciones Agudas
- Tejidos con rápida proliferación
- Dependen fuertemente del tiempo total de tratamiento
Efectos de la Radiación
en tejido normal
- Dependen poco del tamaño de la fracción
Tejidos Normales con Reacciones Tardías
- Tejidos no proliferativos o de lenta proliferación
- No dependen del tiempo total de tratamiento
- Dependen fuertemente del tamaño de la fracción
Modelo Lineal CuadráticoB E D : Biologically Effective Dose
S = e-E
E = nd . (α + βd )
E/ α = nd . (1 + d/(α/β) )
= .Dosis Biológi
ca Efectiv
a (BED)
DosisTotal
Eficiencia Relativ
a
Tasa de Dosis
Baja Tasa de Dosis (LDR) : 0.4 a 2 Gy/h
Media Tasa de Dosis (MDR) : 2 a 12 Gy/hMedia Tasa de Dosis (MDR) : 2 a 12 Gy/h
Alta Tasa de Dosis (HDR) : mas de 12 Gy/h
Tasa de Dosis
Baja Tasa de Dosis (LDR) :
Media Tasa de Dosis (MDR) :
Tiempo de tratamiento mucho mayor que el tiempo de reparación celular
Tiempo de tratamiento comparable Media Tasa de Dosis (MDR) :
Alta Tasa de Dosis (HDR) :
Tiempo de tratamiento comparable con el tiempo de reparación celular
Tiempo de tratamiento mucho menor que el tiempo de reparación celular
Reparación Celular
Reparación Completa:
Decimos que la reparación es completa cuando el tiempo entre fracciones es mucho mayor que el tiempo de reparación celular.
Reparación Incompleta:
Decimos que la reparación es incompleta cuando el tiempo entre fracciones es comparable mayor que el tiempo de reparación celular.
Tiempo típico de reparación celular ≅ 1 hora
Modelo Lineal Cuadrático
LDR :|--------- daño ----------- daño ---------- reparación ----------------|
ββββ0 t
|-------- daño ----- reparación ----- daño -------- reparación ------|
αααα αααα
HDR con tiempo corto entre fraccionesHDR con tiempo corto entre fracciones
|---- daño ----| |---- daño ----| reparación
ββββ0 t 0 t
|---- daño ----| reparación |---- daño ----| reparación
αααα αααα
S = exp (-αD – G βD2 )
Modelo Lineal CuadráticoB E D : Biologically Effective Dose
Factores considerados
α , β : parámetros de reparación típicos de cada tejidod : dosis por fracción n : número de fraccionesn : número de fraccionesR : tasa de dosist : duración de la fracciónx : tiempo entre fraccionesto : tiempo característico de reparaciónµ : constante de reparación de daño subletal ( 1 / to )k : repoblación tisularλ : constante de desintegración
Factor G (Lea-Catcheside)
T
G = h(t) τ (t) dt
0
∫0
T : tiempo total de irradiación
h(t) : distribución de la deposición de la energía en el tiempo
τ (t) : función de reparación (exponencial)
h(t)T-t
h(t) = 2 ∫ I (s) I (s + t) ds d2 0
I (s) es la dependencia temporal de la tasa de dosis.
τ (t) = exp ( - t / to ) = exp ( - µ t )
To: tiempo característico de reparación
µ = Constante de reparación
ττττ(t)
Fraccionamiento Standard (1 fracción diaria)
I (s) ττττ(t) [t0 = 1 hr] ττττ(t) [t0 = 2 hr]
Tiempo en horas
HDR con reparación completa entre fracciones
BED = n . d 1 + d
α / β
- Radioterapia externa (1 fracción diaria)- Braquiterapia de Alta Tasa de Dosis (1 fracción diaria)
Hiperfraccionamiento (1 fracción cada 6 horas)
I (s) ττττ(t) [t0 = 1 hr] ττττ(t) [t0 = 2 hr]
Tiempo en horas
Braquiterapia Pulsada (1 fracción x hora)
I (s) ττττ(t) [t0 = 1 hr] ττττ(t) [t0 = 2 hr]
Tiempo en horas
HDR con reparación incompleta entre fracciones
BED = n . d 1 + d n (1 - K2) - 2 K (1 - K n)
n (α / β) ( 1 - K ) 2
donde : K = exp (- µ x )
- Radioterapia externa (mas de 1 fracción diaria)- Braquiterapia de Alta Tasa de Dosis (mas de 1 fracción diaria)
Braquiterapia de baja tasa de dosis (s/decaimiento)
I (s) ττττ(t) [t0 = 1 hr] ττττ(t) [t0 = 2 hr]
Tiempo en horas
LDR sin decaimiento radioactivo
BED = n R t 1 + 2 R 1 - 1 - e - µ t
µ (α / β ) µ tµ (α / β ) µ t
- Braquiterapia de Baja Tasa de Dosis con Cs-137
LDR con decaimiento radioactivo
BED = Ro 1 + 2 Ro λ ( A ( B - C ))
A λ ( µ − λ )( α / β )A λ ( µ − λ )( α / β )
donde : A = 1 / ( 1 - e − λ t )
B = ( 1 - e - 2 λ t ) / 2 λC = ( 1 - e - ( µ + λ ) t ) / ( µ + λ )
- Braquiterapia de Baja Tasa de Dosis con I-125 no permanente
LDR permanente con decaimiento radioactivo
BED = Ro 1 + Ro
λ ( µ + λ )( α / β )λ ( µ + λ )( α / β )
- Braquiterapia de Baja Tasa de Dosis con I-125 permanente
HDR con reparación completa entre fracciones y
repoblación
BED = n . d 1 + d - (k in To + k fin ( T - To ) )
α / β
Modelo Lineal CuadráticoB E D : Biologically Effective Dose
α / β (Gy) µ (1/h) k (Gy/dia) To (días)
Reacciones 3 .46 0 0Reacciones tardías
3 .46 0 0
Reacciones Agudas
10 1.4 0.3 0
Tumores 10 1.4 0.72 28
Las 4 "R" de la Radioterapia y
el Modelo Lineal-Cuadrático
Presente Reparación : - completa
- incompleta
- continua- continua
Repoblación
Futuro Reoxigenación
Redistribución
1er. trabajo incluyendo reoxigenación
y redistribución
Brenner D. J., et al., A Convenient Extension of theLinear-Quadratic Model to Include Redistribution andReoxygenation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 32 :Reoxygenation. Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. 32 :379 - 390, 1995
BED = n . d 1 + d - (k in To + k fin ( T - To ) ) + FReo + FRed
α / β
Modificación al MLCLinear-quadratic-cubic model
Basic Clinical RadiobiologyM. Joiner, A. van der Kogel
Modelo Lineal Cuadrático
Hoy es el modelo mas completo paraHoy es el modelo mas completo paracomparar isoefecto en todo tipo de tejido bajocualquier condición de tasa de dosis yfraccionamiento.
Fraccionamiento
Factores:
• Dosis por fracción
• Dosis Total (y número de fracciones)• Dosis Total (y número de fracciones)
• Tiempo Total
• Intervalo entra fracciones
Hiperfraccionamiento
< dosis por fracción
> número de fracciones
= tiempo de tratamiento= tiempo de tratamiento
> Dosis total
Hiperfraccionamiento
EORTC 22791 - J. C. Horiot
• 80,5 Gy en 70 fr (1,15 Gy/fr - 2 fr/día) 7 sem
• Mayor Control local y mayor sobrevida • Mayor Control local y mayor sobrevida comparando con grupo control
• Efectos colaterales comparables con grupo control
• Ventaja inequívoca en ca. de orofaringe
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
HiperfraccionamientoHiperfraccionamiento80,5 Gy en 70 fr (1,15 Gy/fr - 2 fr/día) 7 sem
Tiempo entre fracciones: 6 hs.
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hiperfraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hiperfraccionamiento80,5 Gy en 70 fr (1,15 Gy/fr - 2 fr/día) 7 sem
BED10Gy = 89.8 Gy
BED3Gy = 111.4 Gy
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hiperfraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hiperfraccionamiento80,5 Gy en 70 fr (1,15 Gy/fr - 2 fr/día) 7 sem
BED10Gy = 89.8 Gy
BED3Gy = 111.4 Gy
Mayor control Local
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hiperfraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hiperfraccionamiento80,5 Gy en 70 fr (1,15 Gy/fr - 2 fr/día) 7 sem
BED10Gy = 89.8 Gy
BED3Gy = 111.4 Gy
Menor reacciones tardías
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hiperfraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hiperfraccionamiento82.8 Gy en 72 fr (1,15 Gy/fr - 2 fr/día) 7 sem
BED10Gy = 92.3 Gy
BED3Gy = 116.6 Gy
Mucho mayor
control Local
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hiperfraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hiperfraccionamiento82.8 Gy en 72 fr (1,15 Gy/fr - 2 fr/día) 7 sem
BED10Gy = 92.3 Gy
BED3Gy = 116.6 Gy
Reacciones tardías
Equivalentes
Fraccionamiento Acelerado
< tiempo de tratamiento
? dosis por fracción
? número de fracciones? número de fracciones
? Dosis total
Fraccionamiento Acelerado
• Limitar la regeneración tumoral durante el tratamiento
• Completar el tratamiento antes de la aparición • Completar el tratamiento antes de la aparición de reacciones agudas
CHART(Continuous Hyperfractionated Accelerated RadioTherapy)
< dosis por fracción
< tiempo de tratamiento
< dosis total
- 3 fr./día (cada 6 hs.)
- 12 días (7 días por semana)
- 36 fracciones
- 54 Gy total
66 Gy en 33 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 6,5 sem
Fraccionamiento Normal
CHARTCHART54 Gy en 36 fr (1,5 Gy/fr - 3 fr/día) 2 sem
Tiempo entre fracciones: 6 hs.
66 Gy en 33 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 6,5 sem
Fraccionamiento Normal
CHART
BED10Gy = 79.2 Gy
BED3Gy = 110.0 Gy
CHART54 Gy en 36 fr (1,5 Gy/fr - 3 fr/día) 2 sem
BED10Gy = 82.8 Gy
BED3Gy = 108.1 Gy
66 Gy en 33 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 6,5 sem
Fraccionamiento Normal
CHART
BED10Gy = 79.2 Gy
BED3Gy = 110.0 Gy
CHART54 Gy en 36 fr (1,5 Gy/fr - 3 fr/día) 2 sem
Poca diferencia
en control Local
BED10Gy = 82.8 Gy
BED3Gy = 108.1 Gy
66 Gy en 33 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 6,5 sem
Fraccionamiento Normal
CHART
BED10Gy = 79.2 Gy
BED3Gy = 110.0 Gy
CHART54 Gy en 36 fr (1,5 Gy/fr - 3 fr/día) 2 sem
Poca diferencia en
reacciones tardías
BED10Gy = 82.8 Gy
BED3Gy = 108.1 Gy
60 Gy en 30 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 6 sem
Fraccionamiento Normal
CHART (Pulmón)
BED10Gy = 72.0 Gy
BED3Gy = 100.0 Gy
CHART (Pulmón)54 Gy en 36 fr (1,5 Gy/fr - 3 fr/día) 2 sem
diferencia en
control Local
BED10Gy = 82.8 Gy
BED3Gy = 108.1 Gy
Hipofraccionamiento
> dosis por fracción
< número de fracciones
= tiempo de tratamiento= tiempo de tratamiento
≤ Dosis total
HipofraccionamientoRadiotherapy alone for oropharyngeal carcinomas: the role of fraction size
(2 Gy vs 2.5 Gy) on local control and early and late complications
Thomas F., Ozanne F., Mamelle G., Eschwege F.,Int J Radiat Oncol Biol Phys 1988; 15:1097-102.Abstract
This retrospective study involved 150 patients treated for oropharyngeal carcinoma byexternal radiotherapy alone at the Institut Gustave-Roussy. The midplane tumor dose was 70Gy delivered in 7 weeks. During 1981, 63 patients were treated with 5 fractions (5 F) of 2 Gyper week. The following year, 87 patients, were treated with 4 fractions (4 F) of 2.5 Gy perper week. The following year, 87 patients, were treated with 4 fractions (4 F) of 2.5 Gy perweek. Prognostic factors wer.e equally distributed in both groups. The locoregional tumorcontrol was 83% for the 4 F patients and 83% for the 5 F patients. Degree and incidence ofacute reactions with both fractionation regimens were similar. Necrosis of the oropharyngealmucosa and trismus were significantly more severe and more frequent in the 4 F group (23%and 20% respectively) than in the 5 F group (10% and 5% respectively) (p = 0.03 and p = 0.01).Other late effects such as skin necrosis (6% in the 4 F group versus 0% in the 5 F group) andsevere cervical sclerosis (12 vs 5%) were also more frequent in the 4 F group than in the 5 Fgroup but the difference was not significant. The results suggest a greater sensitivity of latecompared to early normal tissue effects and of tumor response to an increase in dose perfraction (from 2 Gy to 2.5 Gy) in oropharyngeal carcinoma.
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
HipofraccionamientoHipofraccionamiento70 Gy en 28 fr (2,5 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hipofraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hipofraccionamiento70 Gy en 28 fr (2,5 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
BED10Gy = 87.5 Gy
BED3Gy = 128.3 Gy
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hipofraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hipofraccionamiento70 Gy en 28 fr (2,5 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Poca diferencia
en control Local
BED10Gy = 87.5 Gy
BED3Gy = 128.3 Gy
HipofraccionamientoRadiotherapy alone for oropharyngeal carcinomas: the role of fraction size
(2 Gy vs 2.5 Gy) on local control and early and late complications
Thomas F., Ozanne F., Mamelle G., Eschwege F.,Int J Radiat Oncol Biol Phys 1988; 15:1097-102.Abstract
This retrospective study involved 150 patients treated for oropharyngeal carcinoma byexternal radiotherapy alone at the Institut Gustave-Roussy. The midplane tumor dose was 70Gy delivered in 7 weeks. During 1981, 63 patients were treated with 5 fractions (5 F) of 2 Gyper week. The following year, 87 patients, were treated with 4 fractions (4 F) of 2.5 Gy perper week. The following year, 87 patients, were treated with 4 fractions (4 F) of 2.5 Gy perweek. Prognostic factors wer.e equally distributed in both groups. The locoregional tumor
control was 83% for the 4 F patients and 83% for the 5 F patients. Degree and incidence of
acute reactions with both fractionation regimens were similar. Necrosis of the oropharyngealmucosa and trismus were significantly more severe and more frequent in the 4 F group (23%and 20% respectively) than in the 5 F group (10% and 5% respectively) (p = 0.03 and p = 0.01).Other late effects such as skin necrosis (6% in the 4 F group versus 0% in the 5 F group) andsevere cervical sclerosis (12 vs 5%) were also more frequent in the 4 F group than in the 5 Fgroup but the difference was not significant. The results suggest a greater sensitivity of latecompared to early normal tissue effects and of tumor response to an increase in dose perfraction (from 2 Gy to 2.5 Gy) in oropharyngeal carcinoma.
70 Gy en 35 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Fraccionamiento Normal
Hipofraccionamiento
BED10Gy = 84.0 Gy
BED3Gy = 116.7 Gy
Hipofraccionamiento70 Gy en 28 fr (2,5 Gy/fr - 1 fr/día) 7 sem
Mayor reacciones tardíasBED10Gy = 87.5 Gy
BED3Gy = 128.3 Gy
HipofraccionamientoRadiotherapy alone for oropharyngeal carcinomas: the role of fraction size
(2 Gy vs 2.5 Gy) on local control and early and late complications
Thomas F., Ozanne F., Mamelle G., Eschwege F.,Int J Radiat Oncol Biol Phys 1988; 15:1097-102.Abstract
This retrospective study involved 150 patients treated for oropharyngeal carcinoma byexternal radiotherapy alone at the Institut Gustave-Roussy. The midplane tumor dose was 70Gy delivered in 7 weeks. During 1981, 63 patients were treated with 5 fractions (5 F) of 2 Gyper week. The following year, 87 patients, were treated with 4 fractions (4 F) of 2.5 Gy perper week. The following year, 87 patients, were treated with 4 fractions (4 F) of 2.5 Gy perweek. Prognostic factors wer.e equally distributed in both groups. The locoregional tumorcontrol was 83% for the 4 F patients and 83% for the 5 F patients. Degree and incidence ofacute reactions with both fractionation regimens were similar. Necrosis of the oropharyngeal
mucosa and trismus were significantly more severe and more frequent in the 4 F group (23%
and 20% respectively) than in the 5 F group (10% and 5% respectively) (p = 0.03 and p =
0.01). Other late effects such as skin necrosis (6% in the 4 F group versus 0% in the 5 F group)and severe cervical sclerosis (12 vs 5%) were also more frequent in the 4 F group than in the 5F group but the difference was not significant. The results suggest a greater sensitivity of latecompared to early normal tissue effects and of tumor response to an increase in dose perfraction (from 2 Gy to 2.5 Gy) in oropharyngeal carcinoma.
30 Gy en 1 fr - 37.5 hs
Braquieterapia 0.8 Gy/hr
Braquieterapia 0.4 Gy/hrBraquieterapia 0.4 Gy/hr30 Gy en 1 fr – 75 hs
30 Gy en 1 fr - 37.5 hs
Braquieterapia 0.8 Gy/hr
Braquieterapia 0.4 Gy/hr
BED10Gy = 33.4 Gy
BED3Gy = 64.0 Gy
Braquieterapia 0.4 Gy/hr30 Gy en 1 fr – 75 hs
BED10Gy = 31.7 Gy
BED3Gy = 47.2 Gy
30 Gy en 1 fr - 37.5 hs
Braquieterapia 0.8 Gy/hr
Braquieterapia 0.4 Gy/hr
BED10Gy = 33.4 Gy
BED3Gy = 64.0 Gy
Braquieterapia 0.4 Gy/hr30 Gy en 1 fr – 75 hs
BED10Gy = 31.7 Gy
BED3Gy = 47.2 Gy
Poca diferencia
en control Local
30 Gy en 1 fr - 37.5 hs
Braquieterapia 0.8 Gy/hr
Braquieterapia 0.4 Gy/hr
BED10Gy = 33.4 Gy
BED3Gy = 64.0 Gy
Braquieterapia 0.4 Gy/hr30 Gy en 1 fr – 75 hs
BED10Gy = 31.7 Gy
BED3Gy = 47.2 Gy
Mayor reacciones
tardías en 0.8 Gy/hr
Braquiterapia HDR en Próstata Primeros esquemas (1990)
ESQUEMA BED ( α/β ( α/β ( α/β ( α/β = 10 GY )
CONTROL LOCAL
ERT 66.6 Gy
78.6
53 %
???
ERT 12 x 2.0 Gy HDR 3 x 5.5 Gy ERT 12 x 1.8 Gy 62.1 Gy
28.8 25.6 25.5 79.9
86 %
???
FRACTIONATION AND PROTRACTION FOR
RADIOTHERAPY OF PROSTATE CARCINOMA
David J. Brenner, Eric J. HallInt. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 43, 1999
α/βα/βα/βα/β = 1.5 Gy
WHAT IS THE a/b RATIO FOR PROSTATE CANCER?
RATIONALE FOR HYPOFRACTIONATED HIGH DOSE RATE
BRACHYTHERAPY
Gillian M. Duchesne, Lester J. PetersInt. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 44, 1999Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 44, 1999
α/βα/βα/βα/β = 1.24 - 3.5 Gy
Carcinoma de próstata
1990: α/βα/βα/βα/β = 10 Gy1990: α/βα/βα/βα/β = 10 Gy
2000: α/βα/βα/βα/β = ? Gy
Braquiterapia HDR en PróstataPrimeros esquemas
ESQUEMA BED ( α/β ( α/β ( α/β ( α/β = 10 GY )
BED ( α/β ( α/β ( α/β ( α/β = 1.5 GY )
CONTROL LOCAL
ERT 66.6 Gy
78.6
148.5
53 % ERT 66.6 Gy
78.6 148.5 53 %
ERT 12 x 2.0 Gy HDR 3 x 5.5 Gy ERT 12 x 1.8 Gy
28.8 25.6 25.5 79.9
56.0 47.5 77.0
180,5
86 %
IS α/βα/βα/βα/β FOR PROSTATE TUMORS REALLY LOW?
Jack Fowler, Rick Chapell, Mark RitterInt. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 50, 2001
“Hypofractionation trial for intermediate-risk prostaticcancer appear to be indicated”
DIRECT EVIDENCE THAT PROSTATE TUMORS SHOW HIGH
SENSITIVITY TO FRACTIONATION (LOW α/βα/βα/βα/β RATIO)
SIMILAR TO LATE RESPONDING NORMAL TISSUE
David Brenner, Alvaro Martinez, Gregory Edmunson,Cristina Mitchell, Howard Thames,Elwood Armour
Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 52, 2002Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 52, 2002
“If true, hypofractionation or HDR regimens for prostate radiotherapy (withappropriate doses) should produce tumor control and late sequelae that are at least as good or even better than currently achieved, with the added possibilitythat early sequelae may be reduced”
THE LOW α/βα/βα/βα/β RATIO FOR PROSTATE CANCER:
WHAT DOES THE CLINICAL OUTCOME OF HDR
BRACHYTHERAOY TELL US
Jian Wang, Allen Li, Cedric Yu, Steven DiBiaseInt. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 53, 2003Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys. Vol 53, 2003
“The low α/β ratio opens the door to search for more effectiveradiotherapeutic approaches for prostate cancer, e.g, hipofractionationradiotherapy”
Monoterapia
Fraccionamiento Dias BED
Martinez 4 x 9.5 Gy (38 Gy) 2 74.1 GyMartinez 4 x 9.5 Gy (38 Gy) 2 74.1 Gy
Yoshioka 9 x 6.0 Gy (54 Gy) 5 86.4 Gy
Neumann 6 X 7.5 Gy (45 Gy) 1+1 105.0 Gy
50 Gy en 25 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 5 sem
Fraccionamiento Normal
RadiocirugíaRadiocirugía20 Gy en 1 fr
50 Gy en 25 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 5 sem
Fraccionamiento Normal
Radiocirugía
BED10Gy = 60.0 Gy
BED3Gy = 83.3 Gy
Radiocirugía20 Gy en 1 fr
BED10Gy = 60.0 Gy
BED3Gy = 153.3 Gy
50 Gy en 25 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 5 sem
Fraccionamiento Normal
Radiocirugía
BED10Gy = 60.0 Gy
BED3Gy = 83.3 Gy
Radiocirugía20 Gy en 1 fr
Control local
equivalente
BED10Gy = 60.0 Gy
BED3Gy = 153.3 Gy
50 Gy en 25 fr (2 Gy/fr - 1 fr/día) 5 sem
Fraccionamiento Normal
Radiocirugía
BED10Gy = 60.0 Gy
BED3Gy = 83.3 Gy
Radiocirugía20 Gy en 1 fr
Reacciones tardías !!!!!BED10Gy = 87.5 Gy
BED3Gy = 153.3 Gy
Radiocirugía Radioterapia
El volumen de tejido normal con reacciones tardías incluido en la zona de alta dosises mucho mayor en los tratamientos de radioterapia que en los tratamientos deradiocirugía. ¿Cómo modifica esto la complicación de los tejidos sanos ?
Efecto Volumen
El volumen de tejido irradiado es un factor
determinante de la tolerancia clínica de un organo.
- Órganos “paralelos”: admiten altas dosis en- Órganos “paralelos”: admiten altas dosis enpequeños volúmenes sin pérdida funcional.
- Órganos “series” : pequeños volumenesirradiados pueden generar la pérdida funcional detodo el órgano.