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La radioterapia usa radiación ionizante (fotones X, electrones, protones o iones pesados) para destruir células tumorales mediante daño al ADN. El mecanismo central son las roturas de doble cadena (DSB) del ADN: las DSB no reparadas producen muerte celular en la mitosis siguiente. El modelo lineal-cuadrático (LQ) cuantifica la supervivencia celular: el término lineal ·d representa las DSB directas (reparación imposible); el término cuadrático ·d² representa las DSB por interacción de dos lesiones subletales.

El cociente / es el parámetro tisular clave del modelo LQ: tejidos de respuesta tardía (médula espinal, pulmón, riñón) tienen / 3 Gy y son más sensibles a dosis grandes por fracción; tumores y tejidos de respuesta rápida tienen / 10 Gy. Esta diferencia justifica el fraccionamiento convencional (1.82 Gy/fracción): protege los tejidos normales tardíos más que el tumor. La radioterapia hipofraccionada (SBRT: 520 Gy/fracción) explota el bajo / de ciertos tumores (próstata: / 1.5 Gy) para equivaler en 5 fracciones al tratamiento convencional de 39 fracciones.

La TCP (probabilidad de control tumoral) se calcula con estadística de Poisson: si queda incluso una célula clonogénica, el tumor puede recidivar. Para obtener TCP = 0.95 con N = 10 células clonogénicas iniciales, se necesita SF 5×10¹, lo que equivale a una BED de ~80100 Gy (/ = 10). La NTCP (complicación en tejidos normales) debe mantenerse < 5% (TD, m de cada órgano de riesgo).

El efecto de oxígeno (OER 2.53) explica por qué los tumores hipóxicos (pO < 5 mmHg) son radiorresistentes: el O fija las lesiones del ADN inducidas por la radiación ('fixation hypothesis'). La hipoxia intratumoral puede requerir un 2.53× mayor dosis para el mismo control tumoral. Estrategias para superar la radioresistencia hipóxica incluyen: radiosensibilizadores hipóxicos (nimorazol), hipofractionamiento (supera parcialmente la reparación), y terapia con iones pesados (menor dependencia del O).

La distribución de dosis en el volumen irradiado se calcula por convolución del kernel de deposición de energía K(r) con la fluencia del haz (r). Los sistemas de planificación modernos (TPS) calculan el plan óptimo (IMRT, VMAT) que maximiza la TCP mientras mantiene la NTCP de cada órgano de riesgo por debajo del límite de tolerancia. La tomografía de planificación 4D-CT y los sistemas de verificación online permiten corregir en tiempo real los cambios anatómicos durante el tratamiento.

>Modelo

ID:('ky', 56)

Descripción

Cálculos

• Método alternativo
• Método tradicional
• Estrategia
• 2D
• 3D

Ecuación

Número

Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

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Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

Cálculos

Símbolo

Ecuación

Resuelto

Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar

Variables

$N_0$

N0

Células clonogénicas iniciales

1

$NTCP$

NTCP

Complicación tejido normal

1

$TCP$

TCP

Control tumoral

1

$oarFactor$

oarFactor

Factor dosis órgano riesgo

1

$fluence$

fluence

Fluencia relativa

1

$n_{frac}$

n_frac

Número de fracciones

1

$OER_{max}$

OER_max

OER máximo

1

$OER$

OER

Oxygen enhancement ratio

1

$m_{LKB}$

m_LKB

Pendiente Lyman

1

$sensitizer$

sensitizer

Radiosensibilizador

1

$SF_{frac}$

SF_frac

Supervivencia por fracción

1

$SF_{total}$

SF_total

Supervivencia total

1

$pO_2$

pO2

Presión parcial de oxígeno

Pa

$K_{O2}$

K_O2

Semisaturación oxígeno

Pa

$sigma_{kernel}$

sigma_kernel

Ancho kernel de dosis

m

$x_{target}$

x_target

Centro del blanco

m

$x$

x

Posición espacial

m

$x_{oar}$

x_oar

Posición órgano de riesgo

m

$alpha/eta$

alpha_beta

Cociente radiobiológico

Gy

$TD_{50}$

TD50

Dosis 50% complicación

Gy

$BED$

BED

Dosis biológica equivalente

Gy

$d_{eff}$

d_eff

Dosis efectiva por oxígeno

Gy

$D_{oar}$

D_oar

Dosis órgano de riesgo

Gy

$d$

d

Dosis por fracción

Gy

$D_{total}$

D_total

Dosis total acumulada

Gy

$alpha$

alpha

Parámetro lineal LQ

1/Gy

ID:(0, 56)