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La curva de Bragg de 5,49 MeV alfas en el aire tiene su pico hacia la derecha y está sesgada hacia la izquierda, a diferencia del haz de rayos X de abajo.

El pico de Bragg es un pico pronunciado en la curva de Bragg que traza la pérdida de energía de la radiación ionizante durante su viaje a través de la materia. En el caso de los protones , los rayos α y otros rayos iónicos , el pico se produce inmediatamente antes de que las partículas se detengan. Esto se llama pico Bragg, en honor a William Henry Bragg, quien lo descubrió en 1903. [1]

Cuando una partícula de carga rápida se mueve a través de la materia, ioniza átomos del material y deposita una dosis a lo largo de su camino. Se produce un pico porque la sección transversal de interacción aumenta a medida que disminuye la energía de la partícula cargada. La energía perdida por las partículas cargadas es inversamente proporcional al cuadrado de su velocidad, lo que explica el pico que ocurre justo antes de que la partícula se detenga por completo. [2] En la figura superior, es el pico de partículas alfa de 5,49 MeV que se mueven a través del aire. En la figura inferior, es el pico estrecho de la curva del haz de protones "nativo" que es producido por un acelerador de partículas de 250 MeV.. La figura también muestra la absorción de un haz de fotones energéticos ( rayos X ) que es de naturaleza completamente diferente; la curva es principalmente exponencial .

La dosis producida por un haz de protones nativo y modificado al pasar a través del tejido, en comparación con la absorción de un haz de fotones o rayos X

Esta característica de los haces de protones fue recomendada por primera vez para su uso en la terapia del cáncer por Robert R. Wilson en su artículo de 1946, Uso radiológico de protones rápidos. [3] Wilson estudió cómo la profundidad de penetración del haz de protones podía ser controlada por la energía de los protones. Este fenómeno se explota en la terapia de partículas del cáncer, específicamente en la terapia de protones, para concentrar el efecto de los haces de iones de luz en el tumor que se está tratando mientras se minimiza el efecto en el tejido sano circundante. [4]

La curva azul de la figura (" haz de protones modificado ") muestra cómo el haz de protones originalmente monoenergético con el pico agudo se ensancha al aumentar el rango de energías, de modo que se puede tratar un volumen de tumor mayor. La meseta creada al modificar el haz de protones se conoce como pico de Bragg extendido, o SOBP, que permite que el tratamiento se adapte no solo a tumores más grandes, sino a formas 3D más específicas. [5] Esto se puede lograr mediante el uso de atenuadores de espesor variable como cuñas giratorias. [6]

Ver también

Referencias

  1. ^ Charlie Ma, CM; Lomax, Tony (2012). Terapia de iones de protones y carbono . Boca Ratón: CRC Press. pag. 4. ISBN 9781439816073.
  2. ^ "Curvas y picos de Bragg" . Laboratorio Nacional Brookhaven . Consultado el 27 de enero de 2016 .
  3. ↑ Wilson, Robert R. (1 de noviembre de 1946). "Uso radiológico de protones rápidos" . Radiología . 47 (5): 487–491. doi : 10.1148 / 47.5.487 . ISSN 0033-8419 . PMID 20274616 .  
  4. ^ Trikalinos, TA; et al. (2009). Terapias de radiación de haz de partículas para el cáncer [Internet]. Resúmenes técnicos de efectividad comparativa, No. 1 . Rockville (MD): Agencia para la Investigación y la Calidad de la Atención Médica (EE. UU.). págs. ES1 – ES5.
  5. ^ Jette, D .; Chen, W. (2011). "Escudo Cuadrado Captcha" . Física en Medicina y Biología . 56 (11): N131-8. doi : 10.1088 / 0031-9155 / 56/11 / N01 . PMID 21558588 . 
  6. ^ Paganetti, Harald; Bortfeld, Thomas. "Radioterapia con haz de protones: el estado del arte1" (PDF) . AAPM . pag. 16 . Consultado el 27 de enero de 2016 .

Enlaces externos

  • Wagenaar, Douglas (1995). "7.1.3 La curva de Bragg" . Principios de la física de las radiaciones . Archivado desde el original el 1 de marzo de 2016 . Consultado el 27 de enero de 2016 .
  • "Pico de Bragg" . Referencia de Oxford . Prensa de la Universidad de Oxford . Consultado el 27 de enero de 2016 .
  • Hojo, Hidehiro (3 de julio de 2017). "Diferencia en la eficacia biológica relativa y los procesos de reparación del daño del ADN en respuesta a la terapia con haz de protones según las posiciones del pico de Bragg extendido" . Oncología Radioterápica . 12 (1): 111. doi : 10.1186 / s13014-017-0849-1 . PMC  5494883 . PMID  28673358 . Consultado el 18 de marzo de 2021 .
  • Endo, Masahiro (20 de octubre de 2017). "Robert R. Wilson (1914-2000): el primer científico en proponer la terapia de partículas: uso de haz de partículas para el tratamiento del cáncer" . Física y Tecnología Radiológica . 11 (1): 1–6. doi : 10.1007 / s12194-017-0428-z . PMID  29058267 . S2CID  3526846 . Consultado el 19 de marzo de 2021 .
  • Grun, Rebecca (10 de enero de 2017). "Sistemática de las medidas de efectividad biológica relativa para la radiación de protones a lo largo del pico de Bragg extendido: validación experimental del modelo de efecto local" . Física en Medicina y Biología . 62 (3): 890–908. doi : 10.1088 / 1361-6560 / 62/3/890 . PMID  28072575 . Consultado el 19 de marzo de 2021 .