Estructura y Componentes del Acelerador Lineal

Cabezal de la Unidad

El cabezal de la unidad contiene los siguientes componentes esenciales:

• El blanco de rayos X (Target).
• Cono ecualizador para fotones.
• Filtros homogeneizadores para electrones.
• Cámaras de ionización.
• Colimadores primarios y secundarios.

Haces de Fotones

Después de que los electrones salen del vacío y chocan contra un material de número atómico alto, que denominaremos blanco (target). Se produce una radiación de frenado, en consecuencia, rayos X.

Radiación de Frenado y Homogeneización

La radiación producida no es uniforme y necesita ser homogeneizada para ser utilizada de forma clínica. Para ello empleamos un cono o filtro nivelador colocado a la salida del blanco.

Cámaras Monitoras

Son de transmisión y con forma plana. Controlan:

• La dosis.
• La tasa de dosis.
• La homogeneidad.
• La simetría del haz.

La medida de estas dosis la denominaremos Unidades de Monitor (UM) y deberán ser calibradas por los Radiofísicos con respecto a las cámaras de ionización que están trazadas al patrón de calibración nacional o internacional.

Sistema de Colimación

El sistema de colimación está constituido por un colimador primario fijo y un colimador secundario constituido por unas mandíbulas móviles.

Colimador Primario

Es fijo, generalmente de forma circular, no accesible al usuario, y es el que define el tamaño máximo del haz que permite la fuente. El material de blindaje es plomo o tungsteno. Permite que la radiación se dirija solamente en una dirección.

Colimador Secundario

Define el tamaño del campo de irradiación y está compuesto generalmente de plomo o tungsteno. Tiene 4 mandíbulas que se mueven con movimientos independientes, por lo que son capaces de realizar campos asimétricos.

Haces de Electrones: Camino y Componentes

A la salida del vacío, los electrones son dispersados en unas hojas.

Objetivo: Que los haces se extiendan y sean uniformes. Si los haces no fueran dispersados, serían muy estrechos y no se podrían utilizar con pacientes.

El camino del haz de electrones incluye:

• Colimador primario.
• Cámaras monitoras.
• Colimador secundario.
• Colimador terciario (Aplicador).

Colimador Terciario (Aplicadores)

Filtran los electrones dispersos en la interacción del haz de electrones con el aire.

Objetivo: Conseguir que los electrones que lleguen al paciente sean uniformes.

Los colimadores terciarios se denominan aplicadores y se sitúan a 10, 5 o 0 cm de la piel del paciente, según el fabricante.

Otros Elementos Auxiliares del Acelerador

• El Sistema de Refrigeración: Sirve para refrigerar la fuente de potencia de alta frecuencia, la guía de ondas y el blanco de rayos X mediante la circulación de agua en la proximidad de ellos.
• El Control Automático de Frecuencia (AFC): Mantiene constante la frecuencia de las microondas. Un pequeño cambio en la frecuencia afectaría tanto a la cantidad de radiación producida como a la energía de la misma.

Mesa de Tratamiento

Está constituida por un tablero y un pie de mesa.

Movimientos del Tablero

• Transversales.
• Longitudinales.
• Vertical.

Movimientos de Rotación

• Isocéntrico de la mesa.
• Rotación del tablero.

Consola de Tratamientos

La consola permite seleccionar y controlar los parámetros clave del tratamiento:

• Tipo de haz (fotones o electrones).
• Energía.
• Unidades de Monitor (UM).
• Tasa de dosis.
• Tipo de irradiación (haces fijos, arcoterapia).
• Cuñas y tamaño del campo de irradiación.

La elección del tipo de terapia (fija o arcoterapia) y el paso a modo de irradiación se realiza mediante un proceso que para cada acelerador será específico.

El modo de parada de la irradiación se gestiona mediante diferentes niveles, según sea por procedimiento ordinario o de emergencia. Se indica el número de unidades de monitor en las dos cámaras monitoras, el tiempo de la irradiación y la tasa de dosis instantánea que alcanza el haz.

Técnicas Avanzadas de Radioterapia

Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT)

Los aceleradores actuales permiten realizar tratamientos en los que un haz de irradiación puede ser dividido en múltiples segmentos. De esta manera se obtienen distribuciones de dosis que permiten disminuir las dosis a los órganos críticos próximos al tumor.

Tipos de IMRT

• IMRT Estática (Step and Shoot): Emplea haces fijos. Cada haz se divide aproximadamente entre 5 o más segmentos en los que cambia la posición del colimador multiláminas (MLC). Cuando se utiliza este tipo de irradiación, el acelerador solamente irradia cuando las hojas del MLC están quietas. Por lo tanto, cuando las hojas se mueven de un segmento a otro de un mismo haz, no existe radiación.
• IMRT Dinámica (Sliding Window): Es el mismo tipo de técnica que en el caso anterior, pero la irradiación en cada campo fijo se realiza de modo continuo. Es decir, se selecciona un campo de irradiación y, una vez seleccionado, se produce la irradiación mientras las hojas del MLC se mueven de forma dinámica.

IMRT Volumétrica (VMAT)

La irradiación se realiza mediante haces en movimiento. Al mismo tiempo que se mueve el brazo de la unidad (gantry), las multiláminas del MLC también se mueven, mientras se irradia.

Radioterapia Guiada por Imagen (IGRT)

Consiste en sistemas de obtención de imágenes en el propio acelerador. El sistema más común se denomina EPID (Sistemas Electrónicos de Imagen Portal). Están constituidos por un panel de silicio amorfo.

El haz de radiación del equipo de RX (kilovoltaje) es perpendicular al haz producido por el propio acelerador y necesita de otro flat panel para obtener las imágenes.

Aceleradores de Otros Tipos: Tomoterapia Helicoidal

La Tomoterapia Helicoidal se enfoca exclusivamente en tratamientos de Intensidad Modulada (IMRT).

Utiliza un acelerador monoenergético de 6 MV instalado en un gantry anular similar al gantry de un TAC (Tomografía Axial Computarizada).

El equipo emite radiación de forma continua y simultánea mientras la mesa de tratamiento desplaza longitudinalmente al paciente a través del haz de radiación. El haz de radiación gira de forma continua 360º mientras irradia.