Física para Radioterapia

DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURACURSO ACADÉMICO 2008/2009Facultad de FísicaDep. Física Atómica, Molecular y NuclearFísica para RadioterapiaTitulación: MÁSTER FÍSICA MÉDICA (2008)Nombre: Física para RadioterapiaCódigo: 50310011 Año del plan de estudio: 2008Tipo: ObligatoriaCréditos totales (LRU): 2,00 Créditos LRU teóricos: 1,40 Créditos LRU prácticos: 0,60Créditos totales (ECTS): 4,00 Créditos ECTS teóricos: 2,80 Créditos ECTS prácticos: 1,20Horas de trabajo del alumno por crédito ECTS: 20,00Curso: 0 Cuatrimestre: 2º Ciclo: 2DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORESNombre Departamento Despacho emailMARIA ISABEL GALLARDO FUENTES Física Atómica, Molecular y Nuclear gallardo@us.esRAFAEL ARRANS LARA Hospital Universitario Virgen Macarena arrans@us.esJOSÉ ANTONIO TERRÓN LEÓN Hospital Universitario Virgen Macarena jantonio.terron.sspa@juntadeandalucia.esJOSÉ MACÍAS JAÉN Hospital Universitario Virgen Macarena jose.macias.sspa@juntadeandalucia.esDATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA1. Descriptores:Braquiterapia. Radioterapia con electrones. Radioterapia con fotones, radioterapia tridimensional conformada, radioterapia con intensidadmodulada, tomoterapia, radioterapia guiada por imagen. Terapia con protones. Terapia con iones ligeros. Terapia con neutrones, BNCT.Radioterapia metabólica. Planificación y simulación de tratamientos. Modelado de haces. Algoritmos de planificación. Distintas técnicas.Verificación de tratamientos. Control de Calidad en Física para Radioterapia.2. Situación:2.1. Conocimientos y destrezas previos:Conocimientos básicos de Matemáticas y Física.Naturaleza y fuentes de radiaciones ionizantes. Interacción de la radiación con la materia. Características generales de los detectoresde radiación. Características generales de los aceleradores de partículas. Dosimetría y protección radiológica. Conocimientos básicosde radiobiología.Los conocimientos de la lengua inglesa ayudarán considerablemente al alumno, ya que mucha de la bibliografía está en esa lengua.Además se prevé invitar a algún especialista extranjero que probablemente dará su seminario en inglés.2.2. Contexto dentro de la titulación:Física para Radioterapia (MÁSTER FÍSICA MÉDICA (2008)) 1 de 5

La Radioterapia constituye junto con el radiodiagnóstico el bloque básico del uso de las radiaciones ionizantes a la medicina. Estamateria es, por tanto, uno de los fines lógicos de aplicación de todas las técnicas y conocimientos adquiridos a lo largo de lasasignaturas previas del máster.2.3. Recomendaciones:Se recomienda haber asimilado las materias obligatorias impartidas en el periodo previo del curso. Asimismo es conveniente teneralgún conocimiento de sistemas de detección y efectos biológicos de las radiaciones ionizantes.La asignatura tiene una parte práctica que se realizará en las instalaciones del Hospital Universitario Virgen Macarena. Estasprácticas están programadas una vez que se ha proporcionado el contenido básico de la asignatura. Por tanto, es importante para elbuen rendimiento de éstas que se haya ido asimilando la materia. Se ruega evidentemente el máximo respeto al personal presenteen el hospital y el máximo cuidado con los equipos.2.4. Adaptaciones para estudiantes con necesidades especiales:Para estudiantes de lengua distinta a la española se sugiere un nivel del castellano equivalente a C1. La Facultad de Física estáadaptada para estudiantes discapacitados con problema motor. Los afectados de disminución visual recibirán el apoyo verbal oportuno.Los problemas auditivos pueden ser en buena medida soslayados con los textos que se entregan o recomiendan.3. Competencias:3.1. Competencias transversales/genéricas:1: Se entrena débilmente.2: Se entrena de forma moderada.3: Se entrena de forma intensa.4: Entrenamiento definitivo de la competencia (no se volverá a entrenar después).CompetenciasValoraciónReferencia 1 2 3 4Capacidad de análisis y síntesisCapacidad de organizar y planificarConocimientos generales básicosSolidez en los conocimientos básicos de la profesiónHabilidades elementales en informáticaHabilidades para recuperar y analizar información desde diferentes fuentesResolución de problemasToma de decisionesCapacidad de crítica y autocríticaTrabajo en equipoHabilidades para trabajar en grupoHabilidades para trabajar en un equipo interdisciplinarioHabilidad para comunicar con expertos en otros camposHabilidad para trabajar en un contexto internacionalCapacidad para aplicar la teoría a la prácticaHabilidades de investigaciónCapacidad de aprenderCapacidad de adaptación a nuevas situacionesCapacidad de generar nuevas ideasHabilidad para trabajar de forma autónomaPlanificar y dirigirIniciativa y espíritu emprendedorInquietud por la calidadFísica para Radioterapia (MÁSTER FÍSICA MÉDICA (2008)) 2 de 5

3.2. Competencias específicas:El alumno podrá distinguir las distintas técnicas de radioterapia y sus indicaciones terapéuticas específicas. Conocerá los métodos desimulación de tratamiento de radioterapia con electrones y fotones y los datos necesarios para llevarla a cabo: adquisición de datosanatómicos, caracterización y modelado de haces, etc. Será capaz de realizar planificaciones básicas de tratamientos típicos. Asimismoconocerá los parámetros necesarios para llevar a cabo la inspección de los aparatos utilizados, entre ellos los aceleradoresconvencionales de uso clínico.4. Objetivos:El alumno al finalizar la asignatura tendrá conocimiento de los fundamentos básicos de la radioterapia con electrones y fotones. Enconcreto, los algoritmos de planificación de tratamientos, su aplicación a distintas localizaciones del blanco y la correspondienteverificación del cálculo realizado. Asimismo se introducirá al estudiante en los métodos más avanzados de radioterapia, como terapia conintensidad modulada, terapia con protones y otros iones y terapia con neutrones.5. Metodología:Clases magistrales de los contenidos esenciales.Orientación para el trabajo personal de los temas vistos en clases y los propuestos de ampliación.Seminarios de profesionales especialistas en las técnicas más avanzadas, tanto físicos como médicos.Practicas en los aceleradores del Hospital Virgen Macarena de Sevilla.6. Técnicas Docentes:Sesiones académicas teóricas: [X] Exposición y debate: [ ] Tutorías especializadas: [ ]Sesiones académicas prácticas:[X] Visitas y excursiones: [X] Controles de lecturas obligatorias: [ ]Otras:Se organizarán seminarios dados por especialistas de reconocido prestigio en algunas técnicas especialmente innovadoras deradioterapia, así como un seminario de Fundamentos de la Oncología.DESARROLLO Y JUSTIFICACIÓNLas sesiones académicas teóricas abarcarán los conocimientos específicos de la materia. En las sesiones prácticas se aplicará parte deestos conocimientos realizando en el hospital técnicas básicas de tratamiento, posibilitando así que el alumno conozca y manejealgunos de los instrumentos básicos de radioterapia.7. Bloques Temáticos:1. Introducción a la radioterapia2. Braquiterapia3. Sistemas de planificación de tratamientos4. Radioterapia con electrones5. Radioterapia con fotones6. Prácticas de radioterapia con fotones7. Radioterapia con hadrones8. Radioterapia metabólica8. Bibliografía8.2. Específica :- Attix, F.H., Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry, Wiley, New York (1986).Física para Radioterapia (MÁSTER FÍSICA MÉDICA (2008)) 3 de 5

- Johns, H.E., Cunningham, J.R., The Physics of Radiology, Thomas, Springfield, IL (1985).- Gordon Steel, G., Basic Clinical Radiobiology, Arnold, London (2002)- E.B. Podgorsak, Technical editor. Radiation Oncology Physics: A handbook for teachers and students. International Atomic EnergyAgency, Vienna, 2005.- F.M. Khan. The Physics of Radiation Therapy. Lippincott Williams & Wilkins (2003)- J.V. Dyk (edt). The modern Technology of Radiation Oncology. Medical Physics Publishing (1999) USA. Estro- Teresa Eudaldo, Henk Huizengab, Inger-Lena Lammc, Alan McKenzied, Franco Milanoe, Wolfgang Schlegelf, David Thwaitesg,Germaine Heerenh, Guidelines for education and training of medical physicists in radiotherapy. Recommendations from anESTRO/EFOMP working group. Radiotherapy and Oncology 70 (2004) 125#135.- Williams, J.R., Thwaites, D.I. (Eds), Radiotherapy Physics in Practice, Oxford. University Press, Oxford (2000).- Hendee, W.R., Ibbott, G.S., Radiation Therapy Physics, Mosby, St. Louis, MI (1996).- Bentel, G.C., Radiation Therapy Planning, McGraw-Hill, New York (1996).- Prescribing, Recording and Reporting Photon Beam Therapy (Supplement to ICRU Report 50), Rep. 62, ICRU, Bethesda, MD (1999).- Mould, R.F., Radiotherapy Treatment Planning, Adam Hilger, Bristol (1981).- Klevenhagen, S.C., Physics and Dosimetry of Therapy Electron Beams, Medical Physics Publishing, Madison, WI (1993).- Pierquin, B., Marinello, G., A Practical Manual of Brachytherapy, Medical Physics Publishing, Madison, WI (1997).- DeLaney, T.F. & Kooy, H.M., Proton and Charged Particle Radiotherapy, Lippincott Williams & Wilkins (2008).- Bethge, K., Kraft, G., Kreisler, P. & Walter, G., Medical applications of Nuclear Physics# Springer (2004).- Greene, D., Williams, P.C., Linear Accelerators for Radiation Therapy, Institute of Physics Publishing, Bristol (1997).- Karzmark, C.J., Nunan, C.S., Tanabe, E., Medical Electron Accelerators, McGraw-Hill, New York (1993).9. Técnicas de evaluación:- Realización y/o exposición de problemas o cuestiones propuestos- Realización de prácticas y elaboración del informe correspondiente- Examen teórico-práctico- Trabajos de aplicación y profundización de la teoría. La propuesta de estos trabajos para completar la evaluación depende de ladinámica particular del curso.CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y CALIFICACIÓN:Se establecen los siguientes criterios de evaluación (sobre un total de 10 puntos)- Asistencia a, al menos, el 80% de las sesiones teóricas, con aprovechamiento (resolución de problemas o cuestiones): hasta 2 puntos- Examen del temario: hasta 5 puntos- Asistencia, participación y elaboración de un informe de prácticas: hasta 3 puntosLa nota final puede, en determinados casos, completarse con la realización de un trabajo que profundice en algunos de los temastratados en clase.11. Temario desarrolladoMODULO I: Introducción1. Historia y evolución de la radioterapia2. Calidades de los haces de radiación. Características particulares.3. Efecto de las radiaciones ionizantes en organismos vivos: conceptos básicos de radiobiología. Fraccionamiento. Curvas dosis- respuesta:TCP, NTCP. Dosis equivalente uniforme. Ventana terapéutica4. Clasificación de la RadioterapiaInterna: Braquiterapia, Terapia metabólicaExterna: Unidades de cobalto. Aceleradores clínicos estándar: Electrones y Fotones. Protones. Iones. Neutrones. BNCT5. Etapas de un tratamiento.Adquisición de datos anatómicos. Definición de volúmenes de interés. Planificación. Verificación. Técnicas de inmovilización. Seguimiento yFísica para Radioterapia (MÁSTER FÍSICA MÉDICA (2008)) 4 de 5

confección de base de datos.MODULO II: Braquiterapia6. Tipos de Braquiterapia: Baja tasa, alta tasa y pulsada. Fuentes utilizadas. Cálculo de dosis. Equipos de carga diferida. Indicaciones.Control de calidad.MODULO III: Sistemas de Planificación de Tratamiento7. Adquisición de datos anatómicos y simulación.8. Caracterización y modelado de haces. Magnitudes de interés.9. Algoritmos de cálculo.MODULO IV: Radioterapia con electrones10. Radioterapia con electrones. Limitaciones físicas de los haces de electrones: indicaciones terapéuticas. Tratamientos convencionales.Inserciones y bloques. Tratamientos con Modulación de energía.MODULO V: Radioterapia con fotones11. Introducción. Combinaciones de haces y aplicaciones clínicas: estrategias de tratamiento. Modificadores del haz: cuñas, bloques, bolusy multiláminas.Evaluación de los tratamientos. Distribución de dosis, DVH acumulado y diferencial12. Radioterapia tridimensional conformada.13. Radioterapia con Intensidad Modulada. Planificación directa e inversa. Necesidad de verificación individualizada.14. Otras técnicas: Tomoterapia, Radioterapia estereotáxica. Radioterapia guiada por imagen, Radioterapia adaptativa.MODULO VI: Prácticas de Radioterapia con fotones15. Planificación de tratamientos típicos: pelvis, mama.MODULO VII: Radioterapia con hadrones16. Radioterapia con protones17. Radioterapia con iones ligeros18. Radioterapia con neutrones. BNCT.MODULO VIII: Radioterapia metabólica19. Radioterapia metabólica.13. Horarios de clases y fechas de exámenesLos horarios y fechas de exámenes serán los acordados por la Junta de Facultad o Escuela y publicados por la mismaFísica para Radioterapia (MÁSTER FÍSICA MÉDICA (2008)) 5 de 5