Ponente
Descripción
Objetivo:
El descubrimiento del efecto FLASH, o el aumento potencial de la ventana terapéutica de la radioterapia de alta tasa, ha traído consigo la necesidad de desarrollar instalaciones donde poder llevar a cabo experimentos a tasas suficientemente altas (>40Gy/s). Dado que en una instalación de protonterapia clínica, como el IBA proteusOne de Quironsalud, no es posible alcanzar tasas FLASH en sala de tratamiento sin una modificación sustancial del sistema, presentamos un diseño prototipo para irradiar muestras biológicas pequeñas con tasas FLASH, aprovechando un espacio existente de 4 cm a la salida del sincrociclotrón y antes del degradador de energía (Fig 1a).
Metodología:
Tras un primer estudio con películas radiocrómicas (RC) en el que se determinó la óptica del haz en el punto de interés, se desarrolló un colimador de plomo optimizado mediante simulación Monte Carlo. Adicionalmente, se diseñó un dispositivo de posicionamiento (holder) por impresión 3D para el colimador y las muestras biológicas, en este caso, esferas de células contenidas en tubos Eppendorf de 0.5 ml (Fig 1b). El sistema permite una instalación rápida y con precisión <1mm, minimizando la exposición de los experimentadores debida a la activación de la sala. El sistema completo (holder + degradador) se probó en irradiaciones sucesivas (0-12 Gy) a 230 MeV para determinar, mediante medidas con RC, las características dosimétricas del campo de radiación en muestra, así como su repetibilidad. El sistema fue utilizado también para realizar la primera irradiación de muestras biológicas en la instalación a tasa FLASH.
Resultados:
A pesar de mínimas variaciones en la óptica del haz entre irradiaciones consecutivas, el campo en muestra presenta una adecuada repetibilidad (Fig 2a), y un tamaño suficiente (68 mm2) para garantizar la cobertura total de dos muestras biológicas simultáneamente (Fig 2b). El campo presentó una tasa de dosis promedio de >800 Gy/s y una homogeneidad del 25%. La dosis ambiental recibida por los experimentadores fue inferior a 6 µSv.
Conclusiones:
Este sistema prototipo ha demostrado ser capaz de ampliar significativamente el campo de irradiación, posibilitando la irradiación FLASH de muestras biológicas en equipos clínicos de protonterapia sin necesidad de alteraciones en el sistema. Esto sienta las bases para una investigación detallada y eficiente de los efectos biológicos inducidos por la técnica FLASH en un entorno clínico.
