Advances in navigation and intraoperative imaging for intraoperative electron radiotherapy

Mención Internacional en el título de doctorEsta tesis se enmarca dentro del campo de la radioterapia y trata específicamente sobre la radioterapia intraoperatoria (RIO) con electrones. Esta técnica combina la resección quirúrgica de un tumor y la radiación terapéutica directamente aplicada sobre el lecho tumoral post-resección o sobre el tumor no resecado. El haz de electrones de alta energía es colimado y conducido por un aplicador específico acoplado a un acelerador lineal. La planificación de la RIO con electrones es compleja debido a las modificaciones geométricas y anatómicas producidas por la retracción de estructuras y la eliminación de tejidos cancerosos durante la cirugía. Actualmente, no se dispone del escenario real en este tipo de tratamientos (por ejemplo, la posición/orientación del aplicador respecto a la anatomía del paciente o las irregularidades en la superficie irradiada), sólo de una estimación grosso modo del tratamiento real administrado al paciente. Las imágenes intraoperatorias del escenario real durante el tratamiento (concretamente imágenes de tomografía axial computarizada [TAC]) serían útiles no sólo para la planificación intraoperatoria, sino también para registrar y evaluar el tratamiento administrado al paciente. Esta información es esencial en estudios prospectivos. En esta tesis se evaluó en primer lugar la viabilidad de un sistema de seguimiento óptico de varias cámaras para obtener la posición/orientación del aplicador en los escenarios de RIO con electrones. Los resultados mostraron un error de posición del aplicador inferior a 2 mm (error medio del centro del bisel) y un error de orientación menor de 2º (error medio del eje del bisel y del eje longitudinal del aplicador). Estos valores están dentro del rango propuesto por el Grupo de Trabajo 147 (encargo del Comité de Terapia y del Subcomité para la Mejora de la Garantía de Calidad y Resultados de la Asociación Americana de Físicos en Medicina [AAPM] para estudiar en radioterapia externa la exactitud de la localización con métodos no radiográficos, como los sistemas infrarrojos). Una limitación importante de la solución propuesta es que el aplicador se superpone a la imagen preoperatoria del paciente. Una imagen intraoperatoria proporcionaría información anatómica actualizada y permitiría estimar la distribución tridimensional de la dosis. El segundo estudio específico de esta tesis evaluó la viabilidad de adquirir con un TAC simulador imágenes TAC intraoperatorias de escenarios reales de RIO con electrones. No hubo complicaciones en la fase de transporte del paciente utilizando la camilla y su acople para el transporte, o con la adquisición de imágenes TAC intraoperatorias en la sala del TAC simulador. Los estudios intraoperatorios adquiridos se utilizaron para evaluar la mejora obtenida en la estimación de la distribución de dosis en comparación con la obtenida a partir de imágenes TAC preoperatorias, identificando el factor dominante en esas estimaciones (la región de aire y las irregularidades en la superficie, no las heterogeneidades de los tejidos). Por último, el tercer estudio específico se centró en la evaluación de varias tecnologías TAC de kilovoltaje, aparte del TAC simulador, para adquirir imágenes intraoperatorias con las que estimar la distribución de la dosis en RIO con electrones. Estos dispositivos serían necesarios en el caso de disponer de aceleradores lineales portátiles en el quirófano ya que no se aprobaría mover al paciente a la sala del TAC simulador. Los resultados con un maniquí abdominal mostraron que un TAC portátil (BodyTom) e incluso un acelerador lineal con un TAC de haz de cónico (TrueBeam) serían adecuados para este propósito.This thesis is framed within the field of radiotherapy, specifically intraoperative electron radiotherapy (IOERT). This technique combines surgical resection of a tumour and therapeutic radiation directly applied to a post-resection tumour bed or to an unresected tumour. The high-energy electron beam is collimated and conducted by a specific applicator docked to a linear accelerator (LINAC). Dosimetry planning for IOERT is challenging owing to the geometrical and anatomical modifications produced by the retraction of structures and removal of cancerous tissues during the surgery. No data of the actual IOERT 3D scenario is available (for example, the applicator pose in relation to the patient’s anatomy or the irregularities in the irradiated surface) and consequently only a rough approximation of the actual IOERT treatment administered to the patient can be estimated. Intraoperative computed tomography (CT) images of the actual scenario during the treatment would be useful not only for intraoperative planning but also for registering and evaluating the treatment administered to the patient. This information is essential for prospective trials. In this thesis, the feasibility of using a multi-camera optical tracking system to obtain the applicator pose in IOERT scenarios was firstly assessed. Results showed that the accuracy of the applicator pose was below 2 mm in position (mean error of the bevel centre) and 2º in orientation (mean error of the bevel axis and the longitudinal axis), which are within the acceptable range proposed in the recommendation of Task Group 147 (commissioned by the Therapy Committee and the Quality Assurance and Outcomes Improvement Subcommittee of the American Association of Physicists in Medicine [AAPM] to study the localization accuracy with non-radiographic methods such as infrared systems in external beam radiation therapy). An important limitation of this solution is that the actual pose of applicator is superimposed on a patient’s preoperative image. An intraoperative image would provide updated anatomical information and would allow estimating the 3D dose distribution. The second specific study of this thesis evaluated the feasibility of acquiring intraoperative CT images with a CT simulator in real IOERT scenarios. There were no complications in the whole procedure related to the transport step using the subtable and its stretcher or the acquisition of intraoperative CT images in the CT simulator room. The acquired intraoperative studies were used to evaluate the improvement achieved in the dose distribution estimation when compared to that obtained from preoperative CT images, identifying the dominant factor in those estimations (air gap and the surface irregularities, not tissue heterogeneities). Finally, the last specific study focused on assessing several kilovoltage (kV) CT technologies other than CT simulators to acquire intraoperative images for estimating IOERT dose distribution. That would be necessary when a mobile electron LINAC was available in the operating room as transferring the patient to the CT simulator room could not be approved. Our results with an abdominal phantom revealed that a portable CT (BodyTom) and even a LINAC with on-board kV cone-beam CT (TrueBeam) would be suitable for this purpose.Programa Oficial de Doctorado en Multimedia y ComunicacionesPresidente: Joaquín López Herráiz.- Secretario: María Arrate Muñoz Barrutia.- Vocal: Óscar Acosta Tamay

El caso de Juan, el niño triqui : el aprendizaje basado en casos como recurso para promover la interculturalidad

En México, un país con un 11% de población indígena, cada vez un número mayor de indígenas migra a las grandes ciudades en busca de oportunidades. Este trabajo detalla la problemática que vive uno de tantos niños indígenas migrantes: Juan, un niño triqui, que en la Ciudad de México, asiste a un Jardín de Niños donde sufre exclusión y discriminación por parte de la comunidad escolar. En vista de esta situación es que se desarrolló un espacio virtual basado en el aprendizaje basado en casos (CBL), para propiciar en los docentes de dicho nivel una visión intercultural en el proceso educativo. Fue diseñado con base en el modelo instruccional de casos de S. Wassermann y en la propuesta respectiva de Penn State University.In Mexico, where 11% of the population is indigenous, an ever greater number of indigenous people migrate to the main cities in search of better opportunities. This study explores the problematic life of one –among many- immigrant indigenous boy, Juan, the triqui child, who attends preschool in Mexico City where he suffers exclusion and discrimination from the scholastic community. In view of this situation, we developed a virtual space founded on case based learning (CBL) Is a real case which takes place in a specific educational context, and encourages an intercultural vision. It was designed based on Wassermann´s case-based instructional model and Penn State University´s proposal

Mujeres y autogobierno en un territorio indígena: Oaxaca, México

The recognition of Usos y Costumbres as a form of self-government in the municipalities of Oaxaca, Mexico, is an important achievement for native peoples. However, women’s participation inpositions of power remains a challenge. This paper has two objectives: 1) to analyze the factors that contribute to women’s destitution from the mayoralty; 2) to identify the strategies that some of them use to stay in power. Interviews were conducted with all elected female mayors in a ten-year period (1999-2009). Three actors intervene in women’s permanence or destitution: the assembly, the town council and political parties. The second is the most difficult one for women. Some of the strategies used by them to remain in power are: to rely on the assembly as a source of legitimacy; to negotiate government portfolios with council members; to obtain funds and establish links with the state governor.El reconocimiento de los Usos y Costumbres como forma de autogobierno en los municipios de Oaxaca, México, es un logro importante para los pueblos indígenas. Sin embargo, aún queda pendiente incorporar a mujeres en puestos de poder. Este texto tiene dos objetivos: 1) analizar los factores que contribuyen a la destitución de las mujeres de la presidencia municipal; 2) identificar las estrategias que algunas utilizan para permanecer en ella. Se realizaron entrevistas con todas las presidentas electas en un periodo de 10 años (1999-2009).Se identificaron tres actores que intervienen en la permanencia o destitución del cargo: la asamblea, el ayuntamiento y los partidos políticos. El segundo es el más difícil para las mujeres. Entre las estrategias para permanecer en el cargo destacan: apoyarse en la asamblea para adquirir legitimidad; negociar carpetas de gobierno con integrantes del ayuntamiento; gestionar recursos y establecer lazos cercanos con el gobernador del estado

Movimientos sociales y aparato de poder: el caso canadiense

El presente ensayo examina las condiciones que determinan la dinámica de los movimientos sociales en Canadá. Se pone particular énfasis en procesos de formación de identidades sociales, el tipo de demandas que nuevos actores platean, la naturaleza de sus alianzas y la manera en que estructuras tradicionales de poder tales como agencias estatales, partidos políticos y sindicatos responden a tales demandas.This paper explores the conditions that shape social movements and their politics in Canada. Emphasis is placed on processes of identity formation, coalition-building among new social actors and on the kind of responses that their demands receive from traditional power structures such as state agencies, political parties and organized labour

Biooxidación de concentrados refractarios de oro con alto contenido de arsénico

La biooxidación es una tecnología alternativa para el aprovechamientode minerales tales como el cobre, oro, platay otros. Los minerales auríferos son en muchos casos refractariosa los tratamientos tradicionales, y requieren decondiciones tecnológicas drásticas, tales como la pirometalurgia.La biooxidación se presenta como una alternativalimpia frente a estas condiciones. Sin embargo, losmicroorganismos presentan ciertas dificultades de desarrollocuando se encuentran con elementos tóxicos talescomo el arsénico, por lo que el objetivo de este estudio fueestablecer las posibilidades de aplicar esta tecnología enminerales con alto contenido de arsénico. Se trabajó conun cultivo mixto: Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillusthiooxidans y Leptospirillum ferrooxidans realizandouna adaptación previa de los microorganismos al arsénicohasta 1.5%. En medio 9K modificado se incrementóla densidad de pulpa hasta establecer el 15% como laconcentración óptima. Finalmente las pruebas realizadasen un reactor de 12 litros en condiciones controladas demostraronque en un tiempo de 21 días se podría obtenerun 41.03% de solubilización de arsénico, con una productividadvolumétrica global de 29.31mg/L.h. Los resultadosalcanzados hacen pensar en la necesidad de realizar estudiosa nivel piloto para definir la factibilidad de aplicacióndel proceso de biooxidación con este tipo de mineral

Concrete with crumb rubber from used tyres

This study aims to determine the influence of the substitution of a variable volume of aggregates on a concrete by an equivalent quantity of crumb rubber (CR) obtained from used tyres. The physical and mechanical properties of different concretes, which were developed through laboratory tests, have been studied for this goal. The experimental method employed is based on the production of a reference concrete and six concretes where part of the conventional aggregate has been replaced by particles of CR, keeping the proportion water-cement and cement content per cubic meter of concrete constant. Intending to assess the influence of the volume of CR incorporated into a conventional concrete, a first group of specimens is created, replacing 5%, 10% and 15% of the volume of sand in the original mix by grains of rubber 1-4 mm. In order to study the influence of the size of the incorporated grains of CR, a second group of specimens is produced substituting the content of the gravel for grains of rubber 10-16 mm, which leads us to three other types of concrete. The addition of CR increases the rate of entrapped air due to the bad adherence between the cement paste and the CR grains. The consequence is a higher absorption and porosity. The compressive strength and the elasticity modulus decrease with the addition of rubber, but the tensile strength remains at the same level. The final conclusion of the study is that the use of concrete with CR is possible in several applications taking into account the limitations and advantages deduced from this experimental project.Postprint (published version

La problemática socioambiental de la cuenca del río Texcoco. Una revisión de literatura

The Texcoco River Basin has been widely studied due to itsnearness to important learning and research centers. This articlehas the objective of reviewing the relevant literature, analyzingprimarily two communities: San Diego Tlaylotlacán and San PabloIxáyoc. Among the problems found, there are the following: urbangrowth, which has brought with it the suspension of agriculturaland forestry practices, as well as changes in the occupationalstructure; modernization of agriculture through the use of agrochemicals;deterioration of soils and increase in water demand.It is concluded that in order to resolve some of these problems, itis necessary to revisit inter-disciplinary approaches and involveinhabitants of the area in the research processes.La Cuenca del Río Texcoco ha sido muy estudiada debido a sucercanía con importantes centros de enseñanza e investigación.El presente artículo tiene como objetivo revisar la literatura relevante,analizando fundamentalmente dos comunidades: San DiegoTlaylotlacán y San Pablo Ixáyoc. Entre los problemas detectadosse encuentran: el crecimiento urbano, que ha traído consigo elabandono de prácticas agrícolas y forestales y cambios en la estructuraocupacional; la modernización de la agricultura medianteel uso de agroquímicos; el deterioro del suelo y el incrementoen la demanda de agua. Se concluye que para resolveralgunos de estos problemas es necesario retomar enfoques interdisciplinariose involucrar a los y las habitantes de la zona en losprocesos de investigación

Impacto de la expansión de soya transgénica en la producción de maíz y miel en Campeche, México

During the second half of the 20Th century, the municipality of Hopelchén (Campeche), Southeast Mexico, became the target of programs designed to promote industrial agriculture through the opening of agricultural lands at the expense of the tropical forest. This model gained strength during the first two decades of the 21st century with the introduction of new crops. The objective of this paper is to analyze the factors that favored the expansion of genetically modified soybean in a region characterized by a longstanding milpa and beekeeping tradition. In order to achieve this objective, a mixed methodology is used, including apiary recognition, in-depth interviews (N=40), questionnaires (N=80) and workshops. Results show that the lack of convergence between different productive logics led to a socio-environmental conflict that can be attributed to the transformation of traditional agriculture and to the reduction of vegetation for honey production. The State played a crucial role in the promotion of industrial agriculture due to the government incentives that increased soybean production.Durante la segunda mitad del siglo XX, el municipio de Hopelchén (Campeche), al sureste de México, comenzó a ser objeto de programas de fomento de agricultura industrial, que provocaron la apertura de terrenos agrícolas, en detrimento de la selva. Ese modelo tomó fuerza en las dos primeras décadas del siglo XXI, con la adopción de nuevos cultivos. El objetivo de este artículo es estudiar las condiciones que favorecieron la expansión de soya genéticamente modificada en una región con larga tradición milpera y apícola. Para ello se empleó una metodología mixta, con recorridos de apiarios, entrevistas en profundidad (N=46), cuestionarios (N=80) y talleres. Los resultados muestran que la falta de convergencia entre diferentes lógicas productivas desató un conflicto socioambiental atribuible a la transformación de la agricultura tradicional y a la reducción de la vegetación para producir miel. El Estado jugó un papel clave en el impulso de la agricultura industrial, mediante el fomento de incentivos gubernamentales para aumentar la siembra de soya

EI fantasma de la perspectiva de género. Aportes teóricos y metodológicos para el análisis deI manejo de los recursos naturales

This paper discusses the contribution of gender analysis to Farming Systems Theory (FST), whish focuses on the productive activities of households and argues that producers must be involved in the researchprocess. The relevance of gender analysis for FST can be summarized in three major points. First, FST must take into account reproductive activities; household production of goods for domestic use or saleand other forms of income generating activities, activities which are usually carried out by women. Second. the household must be seen as an arena of conflict and negotiation, where men and women have different responsibilities, as well as different access and control over income and resources. Third,researchers have to make sure that all members of the household participate in the research process. Only then can we speak of participatory rural extensionism. The paper uses examples of the Mexican countryside to illustrate the argument