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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 alemãoWilhelm 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.


Laboratório de Röentgen


• 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.


• 1895 - Primeira tentativa de tratar uma recidiva local de um carcinoma de mamapor 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 estômagopor Victor Despeignes (Lyon - França);

• 1896– Irradiação de um tumor de peleem uma criança de 4 anos por Léopold Freund (Viena -Áustria);

Descoberta dos Elétrons

• 1897 - Joseph JohnThomson (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


• 1903, Alexander Graham Bell escreveu: “Não há razão pela qual uma pequena quantidade deRadium, 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 porJoseph Belot em Paris

• 1905– Descoberta da sensibilidade do seminomaaos 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 porMarie 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


• 1920– Edith Quimby e colaboradores (Memorial Hospital) desenvolveram um sistema de planejamento de dose em braquiterapia mais geral.


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 produçãode 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


Eldorado 6 Eldorado 78

Equipamentos de RadioterapiaEquipamentos de Co-60 de coluna

Alcyon II - GE

Equipamentos de RadioterapiaEquipamentos de Co-60 isocêntricos

Theratron 780 - AECL

Gammatron – SiemensTheratron 780C - AECL


Phillips


Primeiro acelerador clínico de 8 MV instalado em 1952 no Hammersmith Hospital em Londres.


Varian CL18


Phillips (atual Elekta) SL-10

Anos 70


Saturne II – AECL Therac 6 – AECL

Anos 70


Toshiba-Mitsubishi LMR

Anos 80 Orion 5 - GE


Mevatron – Siemens

Anos 90

Clinac 2300 CD - Varian


Primus - Siemens

Anos 2000


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)


GammaMed


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

EPIDElectronic Portal Imaging Devices

Aquisição de Imagens

Ressonância magnética Tomógrafo


PET-CT


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. Tomoterapia

6. 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

“Gating” Respiratório

Tomoterapia

Protonterapia

Dosimetria in Vivo

MOSPHETDIODOS

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

199719702000

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