PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA

1. PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 7 Diseño de las instalaciones y del blindaje Conferencia 2: Blindaje

2. No mucho control sobre el tiempo y la distancia por el personal Seguridad radiológica • Tiempo • … la jornada de trabajo • Distancia • A la sala de control... • Blindaje Por tanto, el diseño adecuado del blindaje es esencial para la planificación y construcción de la instalación de radioterapia

3. Objetivos • Comprender los principios del blindaje y otras medidas de seguridad radiológica • Poder realizar cálculos de blindaje sencillos • Poder juzgar la idoneidad del blindaje empleando suposiciones realistasy reconocimiento

4. Contenido de la conferencia 2 • Principios • Suposiciones para los cálculos de blindaje • Cálculos de blindaje básicos • Verificaciones del blindaje y reconocimiento

5. 1. Principios del blindaje • Objetivo 1 - para limitar la exposición a las radiaciones del personal, pacientes, visitantes y público a niveles aceptables • Objetivo 2 - para optimizar la protección de pacientes, personal y el público • Se requieren diferentes consideraciones para: • Unidades de Rayos X superficiales/ortovoltaje • Simuladores, CT (se abordan en el curso de diagnóstico) • Unidades de cobalto 60 • Aceleradores lineales • Braquiterapia

6. Blindaje • Ha de ser diseñado por un especialista calificadoen radiaciones • El papel del titular y del regulador: • Verificar que las suposiciones y criterios de diseño (ej. los valores límite) son adecuados • Garantizar que el diseño sea verificado por expertos certificados • Aprobar el diseño y recibir la notificación sobre todas las modificaciones

7. Enfoque de diseño del blindaje • Obtener los planos del local de tratamiento y áreas circundantes (¡es un asunto 3D!) • Con cuánta precisión se conocen los materiales y espesores de la pared y del techo - en caso de duda medir • Qué áreas críticas están cerca • Radiología • Medicina nuclear • Considerar ampliaciones futuras

8. Ubicación de los equipos • Minimizar los requerimientos de blindaje ubicándolos • Cerca de paredes de baja ocupación • Utilizar al máximo el efecto de la distancia (ley del cuadrado inverso) • Verificar si hay suficiente espacio alrededor de los equipos para • Operación segura • Mantenimiento

9. Consideraciones respecto al blindaje Asegurarse de que todas las penetraciones al local son correctamente dimensionadas y posicionadas en los planos, por ejemplo, • Puertas • Ventanas • Servicios • Eléctricos • Olomería • Dosimetría

10. El diseño del blindaje emplea suposiciones sobre el uso futuro de los equipos • Las suposiciones se han de basar en estimados justificables • Se deben utilizar suposiciones conservadoras puesto que concebir un blindaje deficiente es mucho peor (y más costoso) que un sobre-blindaje

11. Información requerida • Tipo de equipos • Carga de trabajo • Dosis al blanco • Factor de uso y dirección del haz primario • Distancia al área de interés • Ocupación del área a blindar • Valor límite en el área a blindar

12. Tipo de equipo • Tipo, fabricante, número de serie,… • Isótopo de la fuente, actividad (fecha de calibración!), KERMA en aire,... • Calidad de la radiación • Tasa de dosis • Tamaño de campo • Extras: ej. MLC, IMRT, EPID,...

13. El material más apropiado para el blindaje depende del tipo de radiación

14. ? ? ? ? ? 2. Suposiciones para los cálculos de blindaje • Límite de radiación • Carga de trabajo • Factor de uso • Ocupación • Distancia • Materiales

15. Carga de trabajo • Una medida del rendimiento de la radiación • Se mide en • mA-minutos para las unidades de rayos X • Gy para las unidades de cobalto 60, aceleradores lineales y braquiterapia • Debe considerar TODOS los usos (ej. incluir las mediciones de QA)

16. Dosis al blanco • La dosis que por lo general se aplica al blanco en el tratamiento • En radioterapia por haz externo por lo general se asume que es de 2.5Gy (para tener en consideración una mayor dosis por fracción en algunos tratamientos paliativos) • La dosis al blanco puede o no tener en cuenta la atenuación en el paciente

17. Ejemplo de carga de trabajo de un linac • Asumir T = 2.5Gy en el isocentro • 50 pacientes se tratan por día 250 días laborables por año W = 50 × 250 × 2.5 = 31250 Gy por año • Margen para otros usos tales como física, irradiación de sangre,… • Total: 40000Gy por año en el isocentro

18. MLC patrón 1 MLC patrón 2 MLC patrón 3 Mapa de intensidades Carga de trabajo e IMRT • La mayoría de los tipos de Radioterapia de Intensidad Modulada (IMRT) administra el campo de radiación en forma de muchos segmentos del campo • Por ello, en comparación con la radioterapia convencional, muchas más unidades de monitoreo son administrada por campo

19. La IMRT y el blindaje En comparación con la radioterapia convencional, en la IMRT mucho más unidades de monitoreo son entregadas por campo. • No obstante, la dosis total al blanco es la misma - el blindaje del haz primario no se afecta • Sin embargo, la radiación de fuga puede incrementarse significativamente (por lo general se asume un factor de 10 al respecto)

20. Factor de uso • Fracción de tiempo que el hazprimario está en una direcciónespecífica es decir en el puntode cálculo escogido • Ha de incorporar márgenes para el uso realista • Para los aceleradores y unidades de cobalto 60 por lo general se usa lo siguiente: • 1 para el brazo apuntando hacia abajo • 0.5 para el brazo apuntando hacia arriba • 0.25 para las direcciones laterales

21. Blindaje primario y secundario • El blindaje ha de considerar tres tipos de fuentes de radiación: • Primaria (aplicar factor de uso) • Dispersa (sin factor de uso, U = 1) • De fuga (sin factor de uso, U = 1) • La braquiterapia no emplea factor de uso (U = 1)

22. 2. 1. 3. “Fuentes” de radiación en radioterapia por haz externo

23. Por favor debatir brevemente sobre el punto o zona de origen de estos tres tipos de radiación, en el contexto del cabezal de una unidad de tratamiento de Cobalto - esto puede ser de importancia para el cálculo de las distancias...

24. Fuga desde dos posiciones Primaria 2. 1. and 2 Dispersa desde el paciente 3. Por favor debatir brevemente sobre el punto o zona de origen de estos tres tipos de radiación, en el contexto del cabezal de una unidad de tratamiento de Cobalto - esto puede ser de importancia para el cálculo de las distancias...

25. Tamaño de campo Dimensión de campo máxima Consideración del tamaño de campo máximo para el blindaje del haz primario

26. Fuentes secundarias en radioterapia por haz externo • Fugas • Dependen del diseño, por lo general se limitan a 0.1 a 0.2% del haz primario • Se origina a partir del blanco - no necesariamente vía del isocentro • Dispersión • Se supone que proviene del paciente • Difícil de calcular - usar para las mediciones el tamaño de campo mayor • Mientras menor la energía de la radiación, mayor preocupación a causa de haces de fotones

27. Distancia al punto a blindar • Por lo general se mide desde el blanco o la fuente de radiación • En linacs y unidades de Cobalto montadas de forma isocéntrica, se mide 'vía' del isocentro • Muy importante para el blindaje puesto que la dosis disminuye con el cuadrado de la distancia = Ley del Cuadrado Inverso (ISL)

28. Ubicación del local Es el local: • ¿área controlada? • ¿accesible solo al personal de operaciones? • ¿accesible a pacientes y al público en general? • ¿adyacente a áreas de baja ocupación (baños, techo)?

29. Ocupación del área a blindar • Fracción de tiempo que un sitio específico está ocupado por personal, pacientes o público • Tiene que ser con enfoque conservador • Su rango es de 1, para todas las oficinas y áreas de trabajo, a 0.06, para los baños y áreas de parqueo de automóviles • Basado en NCRP informe 49 (qué está retrasado para su revisión)

30. Ocupación (NCRP49)

31. Valor límite • También llamado ‘dosis de diseño' correspondiente a un período de tiempo especificado • Por lo general se basa en 5 mSv por año para personas ocupacionalmente expuestas, y 1 mSv para el público • Se puede aplicar restricción adicional por ejemplo 0.3 (para tener en cuenta el hecho de que una persona puede ser irradiada al mismo tiempo desde múltiples fuentes) • La dosis ocupacional se ha de usar solo en las áreas controladas es decir sólo para los radiógrafos, físicos y oncólogos radiólogos

32. Consideraciones para el laberinto Cálculos complicados puesto que dependen de la dispersión sobre las paredes - en general lo que se persigue es maximizar el número de eventos de dispersión...

33. Consideraciones respecto a los neutrones • Asunto complejo - requiere el análisis de un experto calificado. • En resumen: • Los neutrones son producidos por generación (gamma,n) en linacs de alta energía (E > 10MV) • Los problemas son el blindaje de los neutrones y la activación de elementos en el haz

34. Blindaje de neutrones • Concepto diferente respecto al blindaje de rayos X • Los neutrones dispersan más • La atenuación (y la dispersión) dependen muy estrechamente de la energía de los neutrones • Los mejores materiales para el blindaje contienen hidrógeno o boro (de grandes secciones transversales para los neutrones térmicos)

35. Características del blindaje de neutrones • Laberinto largo - muchos ‘rebotes' • Puerta contra neutrones - por lo general llena de parafina borada • … sin embargo, se requiere precaución puesto que los neutrones generan gammas que pueden requerir otros materiales para blindar adicionalmente...

36. Activación • Los neutrones pueden activar los materiales en su haz • Los linacs de alta energía se diseñan con materiales de baja sección transversal de activación • Después de la irradiación de fotones de alta energía, los modificadores del haz tales como cuñas o compensadores pueden activarse • Después del uso prolongado de fotones de alta energía (por ejemplo para la puesta en servicio) es aconsejable dejar decaer los productos de la activación antes de entrar al local (>10min)

37. Más información sobre los neutrones

38. Esquema de un bunker de un linac

39. Nucletron/Oldelft Simulix Otras unidades de irradiación: simulador y escáner CT La necesidad y los enfoques de blindaje respecto a simuladores y escaners CT siguen las mismas Guías aplicables a los equipos de radiología diagnóstica - esto se discute en el curso acompañante sobre protección radiológica en la radiología diagnóstica

40. Otras unidades de irradiación: Unidades de tratamiento de kilovoltaje • La necesidad y los enfoques de blindaje respecto a las unidades de tratamiento de kilovoltaje son similares a los principios para la radiología diagnóstica • No obstante, altos kVp y mAs implica que se requiere más blindaje.

41. Unidades de kilovoltaje • Se necesita estimar el blindaje asociado a los materiales de la pared. • Si es hormigón esto es sencillo • Si es ladrillo o bloques de hormigón éstos pueden tener espesor variable y vacíos internos • El blindaje adicional por lo general es con placas de plomo o plomo pegado a chapa (plywood) • En una edificación nueva, el hormigón puede resultar lo más barato

42. Blindaje en braquiterapia

43. Diseño del blindaje contra las radiaciones - braquiterapia La complejidad del blindaje para braquiterapia depende del tipo de instalación y de la configuración de la fuente • Carga diferida automática, una sola fuente desplazada por pasos, por ejemplo unidades HDR y PDR • Carga diferida automática, trenes de fuentes pre-ensamblados o alambres activos pre-cortados • Carga diferida manual

44. Locales de tratamiento LDR La braquiterapia de baja tasa de dosis (LDR) por lo general se realiza en una sala ocupada también por otros pacientes • El arreglo preferible es usar una sola habitación; para minimizar la dosis a todo el personal y a otros pacientes • El blindaje resulta más sencillo y más barato, si la habitación está en una esquina de la edificación y en el piso más bajo, o más alto, si se trata de una edificación de varios pisos

45. Blindaje del local de tratamiento en la sala del hospital • Puede utilizar paredes existentes que por lo general requerirán aumento del blindaje • Es necesario comprobar si existen huecos ocultos, ladrillos faltantes o conductos que comprometerían el blindaje • Las consideraciones sobre el blindaje han de incluir los locales encima y debajo del local de tratamiento.

46. Locales de tratamiento HDR • El diseño de estos locales sigue consideraciones similares a las de los locales de aceleradores • Por lo general para la comunicación se requiere TV de circuito cerrado e intercomunicador • Se requieren enclavamientos similares a los usados en los locales de aceleradores

47. Locales de tratamiento PDR • La tasa de dosis instantánea se aproxima al nivel en una unidad HDR (inferior por un factor de 10 aprox.) • Sin embargo, en la práctica, el tratamiento es similar a un tratamiento de LDR y por lo general se realiza en una sala. Por consiguiente resultan aplicables requisitos de blindaje severos • El diseño del local ha de tomar características tanto aplicables a los locales HDR (espesor del blindaje, enclavamientos) como a los LDR (comunicación, ubicación dentro de la sala del hospital)

48. Tasa de dosis instantánea Hay cierto debate acerca de qué período promedio debería ser empleado en los cálculos de blindaje (no sólo para PDR): • ¿la tasa de dosis instantánea? • ¿la promedio durante un tratamiento (por ejemplo una semana)? • ¿la promedio durante un año?

49. Tasa de dosis instantánea • En este caso se debe considerar cuáles son los patrones potenciales de exposición para alguien en riesgo - ej. un visitante puede estar allí solo durante minutos, un paciente en un local adyacente por días o semanas y personal de enfermería de la sala del hospital el tiempo completo. • Puede haber requisitos legales • Ante las dudas - aplicar enfoque conservador (por lo general un tiempo promedio pequeño)

50. 3. Cálculos básicos de blindaje • Actualmente se basan en NCRP 49, y 51, pero éste hace tiempo que debió ser revisado (actualmente en revisión) • Las suposiciones usadas son conservadoras, así que el sobre-diseño es común • Se puede tener acceso a programas de cómputo que arrojan los resultados en términos de espesor de blindaje según diversos materiales