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Parte 2. Hablando de dosis de radiaci ón

OIEA Material de Entrenamiento PROTECCI ÓN RADIOLÓGICA EN CARDIOLOGÍA. Parte 2. Hablando de dosis de radiaci ón. Responder: Verdadero o Falso. La dosis de radiación que recibe un paciente en un procedimiento de cateterismo puede y debe ser medida.

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Parte 2. Hablando de dosis de radiaci ón

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Presentation Transcript

  1. OIEA Material de Entrenamiento PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN CARDIOLOGÍA Parte 2.Hablando de dosis de radiación

  2. Responder: Verdadero o Falso • La dosis de radiación que recibe un paciente en un procedimiento de cateterismo puede y debe ser medida. • La misma cantidad de dosis recibida por una persona en el tórax, cabeza o gónadas, NO tendrá el mismo efecto biológico. • 2 mSv/año de radiación natural de fondo representa la dosis efectiva. • 1 Gy relacionado con ACTP se refiere habitualmente a la dosis en piel. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  3. Objetivo educacional • ¿Cómo puede y debe ser medida la radiación?. Pros y contras de cada magnitud radiológica en cardiología. • ¿Cómo son de representativas en las dosis al paciente y al personal el tiempo de fluoroscopia y el tiempo de cine?. • Presentación simple de las magnitudes dosimétricas. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  4. 20 mg de beta bloqueante • La cantidad de fármado fuera del paciente es la misma que la que habrá dentro del paciente. • No es igual en el caso de la radiación • Depende de la absorción • Se usan diferentes magnitudes para medir la radiación fuera del paciente (unidades de exposición) y dentro del paciente (dosis absorbida en órganos o tejidos) • Dificultad para medir la dosis en el interior del cuerpo • Habitualmente se mide en aire y luego se “convierte” (o calcula) en el tejido En aire Dosis Absorbida en Tejido Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  5. Magnitudes y unidades radiológicas y dosimétricas • Magnitudes para las dosis fuera del paciente • Magnitudes dosimétricas para estimar daños en piel y efectos deterministas (con umbral) • Magnitudes dosimétricas para estimar los riesgos estocásticos Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  6. ¿Por qué tantas magnitudes? • Calentador de 1000 w entregando calor (radiación infrarroja IR) – unidad de potencia, relacionada con la energía emitida por unidad de tiempo • La energía que recibe y la sensación de calor que percibe una persona varía con muchos factores: distancia, vestimenta, temperatura ambiente... • Si se quiere ir un paso más allá, de percepción de calor a energía absorbida, se convierte en un tema altamente complejo • Este es el caso con los rayos X - no pueden ser percibidos Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  7. Magnitudes y unidades • Exposición y tasa de exposición (R y R/s) • Dosis absorbida y KERMA (Gy) • Dosis promedio absorbida en tejido (Gy) • Dosis Equivalente H (Sv) • Dosis Efectiva (Sv) • Magnitudes dosimétricas relacionadas (dosis en superficie y profundidad, factor de retrodispersión o “backscatter”…) Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  8. Radiación en un punto especifico • Fluencia de fotones • Dosis Absorbida • Kerma • Dosis equivalente • Radiación total • Fotones totales • Dosis integrada Magnitudes y unidades radiológicas Usadas para describir un haz de rayos X: • Magnitudes para expresar el total de radiación • Magnitudes dosimétricas para expresar la energía que se deposita en un punto especifico Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  9. Exposición: X • Exposición es una magnitud dosimetrica para radiación electromagnética ionizante, basada en su capacidad para producir ionización en aire. • Esta magnitud sólo se define para radiación electromagnética interaccionando en aire. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  10. Exposición: X • Antes de interaccionar con el paciente (haz directo) o con el personal (radiación secundaria), los rayos X interaccionan con el aire • La magnitud “exposición” se refiere a la capacidad de los rayos X para producir ionización en aire • Los efectos en tejido serán, en general, proporcionales a este efecto en aire Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  11. Exposición: X • La exposición es el cociente entre el valor absoluto del total de carga de los iones de un solo signo producidos en un elemento de masa de aire dividido por el valor de la masa de aire. X = dQ/dm Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  12. Exposición: X • La unidad de exposición en el Sistema Internacional (SI) es Culombio por kilogramo (C kg-1) • La unidad antigua de exposición era el Roentgen (R) • 1 R = 2.58 × 10-4 C kg-1 • 1 C kg-1 = 3876 R Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  13. Tasa de exposición: X/t • Tasa de exposición (y más adelante, tasa de dosis) es la exposición producida por unidad de tiempo. • La unidad SI de tasa de exposición es el C/kg por segundo o (en unidades antiguas) R/s. • En protección radiológica es comúnutilizar estos valores en tasa“por hora” (e.g. R/h). Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  14. d1=1 Area = 1Dosis = 1 d2=2 Area = 4Dosis = 1/4 Magnitudes Radiológicas Haz de rayos X emitido por una fuente pequeña (puntual): • Dispersándose constantemente a medida que se aleja de la fuente • Todos los fotones que atraviesan el área 1 pasaran por todas las áreas (área 4) la cantidad total de radiación es la misma • La dósis (concentración) de la radiación es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente D2 = D1 × (d1/d2)2 Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  15. Magnitudes y unidades radiológicas Dosis absorbida La dosis absorbida D, es la energía absorbida por unidad de masa D = dE/dm La unidad SI de D es el gray Gy La dosis en la superficie de entrada incluye la dosis retrodispersa del paciente ESD  D × 1.4 Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  16. Dosis absorbida, D y KERMA • El KERMA(“kinetic energy released in a material” energía cinética liberada en un medio ) K = dEtrans / dm • Donde dEtranses la suma de las energias cinéticas iniciales de todas las particulas cargadas liberadas por las fotones en una masa de material dm • La unidad SI del kerma es el julio por kilogramo (J/kg), llamado Gray (Gy). En radiodiagnóstico, Kerma y D son numéricamente iguales. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  17. Dosis absorbida en tejido blando y en aire • Los valores de dosis absorbida en tejido blando varían en un pequeño porcentaje dependiendo de la composición exacta del medio utilizado para simular el tejido blando • El siguiente valor es generalmente usado para un haz de rayos X de 80 kV y 2.5 mm Al de filtración: Dosis en tejido blando = 1.06 × Dosis en aire Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  18. Magnitudes dosimétricas para estimar los riesgos estocásticos Detrimento • La exposición a la radiación de los diferentes órganos y tejidos corporales causa daños con distintas probabilidades y diferente gravedad. • La combinación de la probabilidad y la gravedad recibe el nombre de “detrimento”. • En pacientesjóvenes, lasdosis a los órganospuedenaumentarsignificativamente el riesgo de cáncerinducidoporradiación en comparación con pacientes de mayor edad. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  19. Magnitudes dosimétricas para estimar los riesgos estocásticos Dosis Equivalente (H) La dosis equivalente H es la dosis absorbida multiplicada por un factor de ponderación adimensional wR que indica la efectividad biológica de cierto tipo de radiación H = D × wR La unidad SI de H es el Sievert [Sv] Para rayos X, wR = 1 • Para rayos X, H = D !! Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  20. Magnitudes dosimétricas para estimar los riesgos estocásticos Dosis equivalente promedio en tejido u órgano La dosis equivalente promedio en un tejido u órgano HT es la energía depositada en el órgano dividido por la masa del órgano. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  21. Factores de ponderación de tejidos, wT Para estimar los efectosnocivosestocásticosdebidos a la dosisequivalente en los diferentesórganos y tejidos del cuerpo, la dosisequivalente se multiplicapor el factor de ponderación de tejidos, wT Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  22. Magnitudes dosimétricas para estimar los riesgos estocásticos Dosis efectiva, E La dosis efectiva E es la definida por la sumatoria de las dosis equivalentes en tejido multiplicada cada una por el factor de ponderación para el tejido correspondiente (Glosario BSS 115) E = TwT·HT • wT Factor de ponderación para el órgano, o el tejido T • HT dosis equivalente en el órgano o tejido T Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  23. Medición de dosis (I) Dosis absorbida (Kerma) en un haz de rayos X puede ser medida con: • Cámaras de ionización • Dosímetros de semiconductor • Dosímetros de termoluminiscencia (TLD) Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  24. Medición de dosis (II) La dosis absorbida debida a la radiación secundaria en un punto ocupado por el operador, puede medirse con una cámara de ionización portátil. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  25. Magnitudes y unidades (mostradas por los equipos de rayos X) • Producto Dosis Área, o Producto Kerma Área (Gy.cm2) • Dosis de entrada en piel, o tasa de kerma en superficie de entrada (mGy) Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  26. Producto Dosis-Área (DAP) (I) d1=1 Area = 1Dose = 1 d2=2 Area = 4Dose = 1/4 DAP = Dosis × área La unidad más habitual utilizada para el DAP es el Gy.cm2 Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  27. Producto Dosis-Área (DAP) (II) d1=1 Area = 1Dose = 1 d2=2 Area = 4Dose = 1/4 • El DAP es independiente de la distancia a la fuente: • D (dosis) decrece con la inverso del cuadrado de la distancia • El área aumenta con el cuadrado de la distancia • El DAP se mide generalmente a nivel de los diafragmas del tubo Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  28. Indicaciones dosimétricas que se muestran en la sala durante fluoroscopía o cine Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  29. Dósisacumulativa La dosis acumulativa es la suma de la dosis (kerma en aire) en el punto de referencia intervencionista (o punto de referencia a la entrada del paciente, según IEC 2010) durante todo el procedimiento. Se muestra en mGy o en Gy. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  30. Puntode referenciaintervencionista Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  31. Procedimientos intervencionistas: dosis en piel • En algunos procedimientos, la piel del paciente, alcanza niveles de dosis similares a los usados en ciertas fracciones de radioterapia • En procedimientos complejos la dosis en piel es muy variable • El Máximo local de dosis en piel(MSD) o “pico” de dosis en piel, es la dosis máxima recibida por una porción de piel expuesta. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  32. Métodos para medir MSD* • Mediciones puntuales: detectores termoluminiscentes (TLD) • Mediciones de área: películas lentas (usadas en radioterapia), películas radiocrómicas, parrilla de TLDs Ejemplo de distribución de dosis en un procedimiento cardiológico mostrado en una película radiocrómica, como gradiente de color. *Dosis máxima en piel “Maximumskindose” (MSD) Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  33. Métodos para medir MSD Uso de películas: • La distribución de dosis es obtenida a través de una curva de calibración entre densidad óptica y dosis absorbida • Películas lentas: • Requiere revelado • Dosis máxima 0.5-1 Gy • Películas radiocrómicas: • No necesita revelado • Visualización inmediata de la distribución de dosis • Medición de dosis hasta 15 Gy Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  34. Otros parámetros relacionados con la dosis • Tiempo de fluoroscopía: • Tiene una débil correlación con el DAP, pero en un programa de control de calidad puede tomarse como punto de partida para • Comparación entre operadores, centros, procedimientos • Para evaluación de optimización de protocolos, y • Para evaluar las habilidades del operador • Nº de imágenes adquiridas y nº de series: • La dosis al paciente aumenta en función del total de imágenes adquiridas • Pero, la relación dosis/imagen puede variar mucho • Existe evidencia de grandes variaciones en los diferentes protocolos adoptados por distintos centros Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  35. Niveles de referencia diagnósticos • Indicativos del estado de la práctica • Herramienta que ayuda al operador a llevar a cabo procedimientos optimizados en cuanto a dosis al paciente se refiere • Requerido por regulaciones internacionales (OIEA) y nacionales • Para procedimientoscomplejos, deberian: • Incluir mayor númerode parámetros • Considerar complejidadde los procedimientos • (recomendaciones de "EuropeanDimondConsortium ") 3ra. nivel Riesgo del paciente 2do. nivel, y DAP, y Máximo dosis en piel (MSD) 1er. nivel, y No. de imágenes, y Tiempo de fluoroscopia 2do. nivel Protocolo clínico 1er. nivel Depende del equipo Tasa de dosis, y dosis/imagen (BSS, CDRH, AAPM) Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  36. Niveles de referencia diagnósticos en cardiología intervencionista (Propuesta Europea 2003) DIMOND EU project. E. Neofotistou, et al, Preliminary reference levels in interventional cardiology, J.Eur.Radiol, 2003 Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  37. Magnitudes y unidades para exposición del personal • Los servicios de dosimetría personal proveen mensualmente valores de Hp(10) (mSv), de dosis equivalente en tejido blando a 10 mm de profundidad. Este valor se usa para estimar la dosis efectiva. • A veces se indica también Hp(0.07) (mSv) equivalente a la dosis en tejido blando a 0.07 mm de profundidad. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  38. Métodos de dosimetría personal • La exposición no es uniforme: • Dosis relativamente altas en extremidades cabeza y cuello • Mucho más baja en aéreas protegidas por blindaje • Límites de dosis(regulaciones) se fijan en términos de dosis efectiva (E): • No hay necesidad de limites para tejidos específicos, con la excepción de cristalino y piel (manos y pies) • El uso de 1 o 2 dosímetros puede dar información más precisa para estimar E y la dosis en cristalino Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  39. E = 0.5.HW+ 0.025.HN E = Dosis efectiva HW = Dosis equivalente personal a la altura de la cintura o tórax, bajo el delantal plomado HN = Dosis equivalente personal a la altura del cuello, fuera del delantal. Si debajo del delantal, la dosis fuera de 0.5 mSv/mes, y sobre el delantal, 20 mSv/mes, la E = 0.75 mSv/mes Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  40. Mediciones dosis en Lente, Protección Radiológica Dosis dedo Segundo dosímetro Intensificador de Fuera del delantal Imagen A la altura del cuello Dosímetro principal (requerimiento mínimo) Paciente Detrás del delantal Límites de Dosis Para exposición ocupacional (ICRP 103) Dosis efectiva 20 mSv al año en promedio en un período de 5 años Dosis equivalente anual en: tubo cristalino 20 mSv(Abril 2011) rayos-X piel 500 mSv manos y pies 500 mSv Métodos de dosimetría personal • Uso de 1 dosímetro • Sobre el delantal, a la altura del cuello (recomendado) o debajo del delantal a la altura de la cintura • Uso de 2 dosímetros (recomendado) • Sobre el delantal, a la altura del cuello • Y, el otro, debajo del delantal a la altura de la cintura Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  41. Repaso • Diferentes magnitudes dosimétricas pueden: • Ayudar al operador a optimizar la exposición al paciente • Ayudar a evaluar los riesgos de efectos estocásticos y deterministas por radiación • Niveles de referencia en cardiología intervencionista pueden ayudar a optimizar los procedimientos • La exposición al personal se puede medir de forma adecuada siempre y cuando se haga un buen uso de dosímetros Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  42. Responder: Verdadero o Falso • Tiempo de fluoroscopia y número de cuadros son suficiente información para estimar la dosis de radiación al paciente. • Dosis a los órganos mediadas en mSv son similares a la dosis de entrada en mGy. • La dosis efectiva puede ser medida directamente con dosímetros externos. • El producto dosis-área es menor si se mide lejos del foco del tubo de rayos X. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  43. Responder: Verdadero o Falso • Los niveles de referencia en cardiología, deben ser entendidos como limites de dosis a los pacientes. • Dosis Acumulativa(como se muestra en el equipo de rayos X) es un indicador del máximo de dosis en piel (peak skin dose). • Servicios de dosimetría personal indican mensualmente los valores de dosis del órgano más irradiado del personal. • Un aumento de entre 30-40% es observado al comparar la dosis en piel medida en aire (sin paciente) con la “verdadera” dosis en piel medida con paciente debido a la retrodispersión. Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  44. Información Adicional

  45. Variabilidad de la dosis al paciente en radiología general 1950s ‘Adrian survey’, UK Medición de dosis en gónadas y médula ósea con cámara de ionización Primera evidencia de amplia variación en dosis al paciente en radiología diagnóstica(factor de variación: 10,000) 1980s, Países Europeos Medición de ESD con TLDs y DAP para procedimientos simples y complejos (factor de variación: 30 entre pacientes ; 5 entre hospitales) 1990s, Europa Pruebas sobre dosis en pacientes para apoyar el desarrollo de Guias Europeas sobre Criterio de Calidad para imágenes y para evaluación de niveles de referencia (factor de variación: 10 entre hospitales) 2000s, NRPB, UK UK; base de datos nacional con dosis de pacientes de 400 hospitales (factor de variación: 5 entre hospitales) Distribución de dosis a paciente en EU estudio 1992; columna lumbar projección lateral Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  46. Dosis a paciente en procedimientos intervencionales • También en cardiología las dosis varían mucho entre los distintos centros • Necesidad de medir la dosis al paciente www.dimond3.org Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  47. Dosis al personal en cardiología intervencional • Amplia variación en exposición al personal • Es necesario la medida de la dosis del personal Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  48. FDD = Distancia Foco-DetectorFSD = Distancia Foco-Piel Intensificador de Imagen FDD FSD d Ejemplo 1: Tasa de dosis a diferentes distancias FOV=17 cm & espesor de paciente 24 cm Fluoro Pulsada “LOW “15pulsos/s; 95 kV, 47 mA, • Tasa de dosis medida (tasa de kerma en aire) a FSD = 70 cm: 18 mGy/min • Tasa de dosis a d = 50 cm:usando inverso de la distancia al cuadrado = 18 × (70/50)2 =18 × 1.96 = 35.3 mGy/min Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  49. Intensificador de Imagen FDD FSD d Ejemplo 2: Cambio en la tasa de dosis con variación en la calidad de imagen (mA) FOV=17 cm & espesor de paciente =24 cm 15 pulsos/s, FSD=70 cm, 95 kV 1. Fluoro pulsada “LOW”  47 mA,  tasa de dosis = 18 mGy/min tasa de dosis del paciente en piel incluyendo retrodisperción (ESD=EntranceSurfaceDose):ESD= 18 × 1.4 = 25.2 mGy/min 2. Fluoro pulsada “NORMAL”  130 mA,  tasa de dosis = 52 mGy/min tasa de dosis del paciente en piel incluyendo retrodisperción (ESD=EntranceSurfaceDose): ESD= 18 × 1.4 = 73 mGy/min FDD = Distancia Foco-DetectorFSD = Distancia Foco-Piel Parte 2. Hablando de dosis de radiación

  50. Image Intensifier FDD FSD d Ejemplo 3: Cambio en la tasa de dosis con espesor de paciente FOV=17 cm; fluoro pulsado= Low, 15 p/s FDD = Distancia Foco-DetectorFSD = Distancia Foco-Piel • Espesor de paciente 20 cm, tasa de dosis del paciente en piel incluyendo retrodisperción:ESD = 10 mGy/min • Espesor de paciente 24 cm,tasa de dosis del paciente en piel incluyendo retrodisperción:ESD = 25.2 mGy/min • Espesor de paciente 28 cm, tasa de dosis del paciente en piel incluyendo retrodisperción:ESD = 33.3 mGy/min Parte 2. Hablando de dosis de radiación

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