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A HISTÓRIA DA RADIOTERAPIA Roberto Salomon, M.Sc. Físico Médico A HISTÓRIA DA RADIOTERAPIA 1. Descobertas 2. Primeiras aplicações 3. Desenvolvimento das técnicas e dos equipamentos 4. Desenvolvimento dos conhecimentos de radiobiologia e de radioproteção Descoberta dos Raios-X e da Radioatividade • 1895 - o físico alemão Wilhelm Konrad Röentgen (1845-1923) descobriu uma nova espécie de radiação produzida pela descarga elétrica ocorrida em uma ampola de vidro contendo um gás rarefeito (tubo de Crookes): raios-X. Descoberta dos Raios-X e da Radioatividade Laboratório de Röentgen Descoberta dos Raios-X e da Radioatividade • 1896 - Antoine Henri Becquerel (1852-1908), Paris – radioatividade natural: chapas fotográficas previamente colocadas sob amostras de um sal duplo de sulfato de urânio e potássio. Descoberta dos Raios-X e da Radioatividade • 1895 - Primeira tentativa de tratar uma recidiva local de um carcinoma de mama por Emil Grubbé (Chicago); (1 h de exposição por 18 dias). Obteve alguma melhora mas faleceu devido a metástases. • 1896 – Primeiro uso dos raios X para câncer de estômago por Victor Despeignes (Lyon - França); • 1896 – Irradiação de um tumor de pele em uma criança de 4 anos por Léopold Freund (Viena - Áustria); Descoberta dos Elétrons • 1897 - Joseph John Thomson (1856-1940) utilizou os famosos tubos de raios catódicos de Willian Crookes (1832- 1919) em sua descoberta, os mesmos utilizados por Röentgen na descoberta dos raios X em 1895. • 1897 – Curie chamou de radioatividade os raios de urânio descobertos em 1896 por Becquerel. Nasce a filha Irene. • 1898, Paris – Marie e Pierre Curie: descoberta do polônio e do rádio • Início lento: falta de fontes radioativas adequadas • Rádio isolado (1899-1903) + melhoria tecnológica na produção dos raios X: progresso rápido • 1900 – Primeiro uso terapêutico do rádio para braquiterapia de pele pelo Dr. Danlos (Hospital Saint-Louis - Paris); Primórdios da Braquiterapia Primórdios da Braquiterapia • 1903, Alexander Graham Bell escreveu: “Não há razão pela qual uma pequena quantidade de Radium, selada num tubo de vidro fino, não possa ser inserida bem no interior de um tumor maligno agindo assim diretamente sobre a lesão. Não valeria a pena se fazer experimentos ao longo dessa linha de pensamento ?” • 1903 – Primeira descrição científica do efeito da radioterapia nos linfonodos (Dr. Senn e Dr. Pusey) • 1904 – Primeiro tratado de radioterapia por Joseph Belot em Paris • 1905 – Descoberta da sensibilidade do seminoma aos raios X por Antoine Béclère em Paris • 1910 - Dr. Young usou radium intrauretral para um tratamento de câncer de próstata com resultados encorajadores. Primórdios da Radioterapia • 1911 – Ernest Rutherford – descoberta do núcleo atômico • 1913 – Criação do Instituto do Radium por Marie Curie e Claudius Regaud • 1914-1918 – Marie Curie leva unidades móveis de radiografia para a frente de batalha 1915 – Modelo atômico do átomo por Ernest Rutherford (Cambridge): desenvolvimento dos tubos de raios X Primórdios da Radioterapia • Planejamento dos tratamentos desenvolvidos empiricamente em miligramas-hora para uma dada geometria Primórdios da Braquiterapia • 1920 – Edith Quimby e colaboradores (Memorial Hospital) desenvolveram um sistema de planejamento de dose em braquiterapia mais geral. Primórdios da Braquiterapia Radiodiagnóstico no início do século XX Raios X nas ruas Criação das Sociedades de Radioproteção • 1925 – ICRU: definir grandeza para radiação • 1928 – ICRP: preocupação com a proteção radiológica: definido o röentgen (R). • 1929 – NCRP • 1932 - Descoberta dos nêutrons por Sir James Chadwick (Cambridge) • Sistema Quimby (1932): distribuição uniforme das fontes • Sistema Manchester (1934): distribuição não uniforme das fontes (Paterson e Parker): tabelas de dose a partir dos dados experimentais foram calculadas: dose dada na nova unidade→ röentgen Braquiterapia: Sistemas Dosimétricos • 1934, Paris – radioatividade artificial com Irene e Frédéric Joliot-Curie • 1934: Marie Curie morre de câncer radioinduzido • Anos 40 – principais avanços da radioterapia: produção de novos radionuclídeos (ex: 60Co) e desenvolvimento dos aceleradores lineares. •1944, EUA – Enrico Fermi: primeiro reator nuclear – Projeto Manhattan (construção da bomba atômica) • 1948 - primeiro reator nuclear para produção de radioelementos artificiais (Frédéric Joliot) Anos 40 • Até 1950 – Raios X de até 300 kVp • Anos 50 – “Bombas” de 60Co e 137Cs Desenvolvimento clínico e radiobiológico – principais centros: Manchester, Paris, Estocolmo e Nova Iorque. • 1951: Primeiro equipamento de cobalto (Victoria Hospital – London, Ontario - Canadá) • 1952: Primeiro acelerador linear (Henry S. Kaplan in Stanford - California) Anos 50 • 1960 – Sistema de Paris para braquiterapia com pós- carregamento (Bernard Pierquin): desenvolvido para implantes de fontes lineares longas como fios de 192Ir. 1960 - Sistema Memorial: extensão do sistema Quimby Anos 60 Equipamentos de Radioterapia Betatron Ortovoltagem - Stabilipan Dermopan Equipamentos de Radioterapia Eldorado 6 Eldorado 78 Equipamentos de Radioterapia Equipamentos de Co-60 de coluna Alcyon II - GE Equipamentos de Radioterapia Equipamentos de Co-60 isocêntricos Theratron 780 - AECL Gammatron – Siemens Theratron 780C - AECL Equipamentos de Radioterapia Equipamentos de Co-60 isocêntricos Phillips Equipamentos de Radioterapia Equipamentos de Co-60 isocêntricos Primeiro acelerador clínico de 8 MV instalado em 1952 no Hammersmith Hospital em Londres. Equipamentos de Radioterapia Varian CL18 Equipamentos de Radioterapia Phillips (atual Elekta) SL-10 Anos 70 Equipamentos de Radioterapia Saturne II – AECL Therac 6 – AECL Anos 70 Equipamentos de Radioterapia Toshiba-Mitsubishi LMR Anos 80 Orion 5 - GE Equipamentos de Radioterapia Mevatron – Siemens Anos 90 Clinac 2300 CD - Varian Equipamentos de Radioterapia Primus - Siemens Anos 2000 Equipamentos de Radioterapia Precise - Elekta Anos 2000 Simuladores Convencionais Simulador convencional Equipamentos de Braquiterapia Irradiador de Cs-137 para BBTD (LDR) Fontes de Cs-137 para BBTD (LDR) Equipamentos de Braquiterapia GammaMed Equipamentos de Braquiterapia MicroSelectron HDR - NucletronVarisource - Varian • Sistemas Afterloading (pós-carregamento): Henschke, 1960 → redução de exposições ocupacionais • Produção de radionuclídeos com fótons de baixa energia: facilidade de blindagem • Avanços na dosimetria • Extensivo uso de computadores para cálculos de dose • Sistemas tridimensionais de imagens Nova Era da Braquiterapia • Desenvolvimento da informática: equipamentos e programas (cálculo e otimização das doses) • Controle dos equipamentos • Sistemas de segurança • Sistemas de digitalização de imagem • Redes de comunicação • Administração dos pacientes Últimos 25 anos EPID Electronic Portal Imaging Devices Aquisição de Imagens Ressonância magnética Tomógrafo Aquisição de Imagens PET-CT Aquisição de Imagens CT MRI PET-CT Fusão de Imagens Fusão de Imagens PET CT PET-CT Acessórios MLC Blocos Acessórios EDW Enhanced Dynamic Wedge Filtros compensadores Filtro em cunha Técnicas 1. 2D 2. 3D-Conformacional 3. IMRT 4. Radioterapia Estereotáxica (Radiocirurgia) 5. Tomoterapia6. Etc. Simulação e Planejamento 2D Planejamento 2D Simulação 3D CT Simulator – Simulador virtual Planejamento 3D Sistemas de Planejamento 3D Sistemas de Planejamento 3D 1. 1955 – Tsien: primeiro trabalho • Distribuição quantitativa da dose; • Falta de dados anatômicos e exibição em 2D; 2. 1965 – Shinji Takahashi: fundamentos centrais e uso do planejamento 3D 3. 1986 - Uso clínico do 3D IMRT ontem hoje 3D-CRT x IMRT 3D-CRT IMRT Radiocirurgia Cones Radiocirurgia Gamma Knife: ≅ 200 fontes de Co-60 de 30 Ci Radiocirurgia Micro MLC Radioterapia Intra-operatória Radioterapia Adptativa • IGRT = Image Guided Radiation Therapy • VGRT = Volume Guided Radiation Therapy • DGRT = Dose Guided Radiation Therapy 4D - IGRT 4D - IGRT “Gating” Respiratório Tomoterapia Protonterapia FIM Dosimetria in Vivo MOSPHET DIODOS Dosimetria Acelerador Linear de Elétrons Clinac 2300 CD – Varian • Fantomas • Eletrômetros • Câmaras de ionização Câmaras de placas paralelas Câmaras cilíndricas • Câmara Poço (braquiterapia) • Semicondutores (Diodos) • TLD – Dosímetro Termoluminescente Dosimetria Protocolos de Dosimetria 1987 - atualizado em 1997 19971970 2000
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