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IAEA International Atomic Energy Agency OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA.

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1 IAEA International Atomic Energy Agency OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 5 Radioterapia por haz externo Conferencia 2: Equipos. Diseño para la seguridad

2 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie2 Objetivos Debatir sobre los aspectos de física y tecnología de los equipos para radioterapia por haz externo Comprender el diseño y funcionamiento de los equipos, incluyendo los auxiliares Comprender la importancia de normas internacionales tales como las IEC para el diseño de los equipos

3 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie3 Contenido 1. Equipo superficial / ortovoltaje 2. Unidades de tratamiento telecurie 3. Los aceleradores lineales (linacs) 4. Otros tipos de aceleradores 5. Equipos asociados

4 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie4 1. Superficial y ortovoltaje Tubo convencional de rayos X, con electrones acelerados por un campo eléctrico Ánodo estacionario (en contraste con los tubos de diagnóstico que tienen un ánodo rotatorio para posibilitar un menor punto focal Filtración; muy importante

5 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie5 Comparación de porciento de dosis en profundidad para fotones Haz superficial Haz de ortovoltaje

6 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie6 Superficial y ortovoltaje Superficial 40 a 120kVp Pequeñas lesiones en la piel Tamaño máx. aplicador por lo general < 7cm Generalm. FSD < 30cm Calidad del haz medida en HVL de aluminio (0.5 a 8mm) Ortovoltaje 150 a 400kVp Lesiones en la piel, metástasis ósea Aplicadores o diafragma (colimador secundario) FSD 30 a 60cm Calidad del haz medida en HVL de cobre (0.2 a 5mm)

7 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie7 Tubo de rayos X; superficial (Philips RT 100) Imagen brindada por el fabricante... Tubo de rayos X Agua de enfriamiento Blanco Aplicador/ colimador

8 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie8 Uso de los conos: esencial Punto focal grande y distancia de tratamiento pequeña (Distancia foco - piel FSD por lo general 10cm o menos) significa que el haz ha de ser colimado sobre la piel Los conos son muy apropiados para esto. Se puede lograr blindaje adicional utilizando bloqueadores de plomo sobre la piel, según se detalla en la parte 10 del curso.

9 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie9 Rendimiento: En haces superficiales depende de: Efecto Encendido/Apagado (on/off) FSD (muy dependiente) > longitud del aplicador afecta significativamente el rendimiento Contaminación por electrones proveniente del aplicador (significativa para la dosis a la piel aprox. 100kVp) Ley del cuadrado inverso

10 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie10 Efecto on/off Tiempo Rendimiento offon

11 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie11 Equipos de kilovoltaje ( kVp) Se emplean filtros para eliminar la radiación X de baja energía no deseada (que solo contribuye a la dosis en la piel) Enclavamientos: han de garantizar que el filtro necesario está habilitado

12 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie12 Equipos de kilovoltaje ( kVp) La tasa de dosis es aprox. proporcional a kVpn dónde 2 < n < 3 La tasa de dosis es aprox. proporcional a la corriente de electrones (mA) Por tanto es importante que kVp y mA sean estables También es obviamente importante que el temporizador sea preciso y estable - y que se haya tenido en cuenta el efecto on/off

13 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie13 Equipos de kilovoltaje ( kVp) El control de dosis se logra por un sistema temporizador dual - se debe contabilizar el tiempo, de forma progresiva y regresiva; en base al tiempo de tratamiento preestablecido Han de existir enclavamientos para evitar combinaciones incorrectas de kVp, mA, y filtración

14 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie14 Control del operador Indicador de kV y mA Selección de filtro Indicador de irradiación on Temporizador dual Llave para cerrar el equipo Botón de apagado por emergencia off

15 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie15 Capa hemirreductora del haz (HVL) Posiblemente la prueba más importante para caracterizar la calidad del haz Verificaciones de si hay filtración suficiente en el haz de rayos X para eliminar la dañina radiación de baja energía Se necesita no solo un detector de radiaciones, sino también aluminio de alta pureza (grado 1100) - por lo general, el Al tiene altos niveles de impurezas de alto número atómico ej. Cu

16 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie16 Medición de HVL Tener cuidado del fortalecimiento del haz (grafic. semi-log, no es una línea recta) La segunda HVL es por lo general mayor que la primera Usar puntos a cualquier lado del medio valor inicial Calcular HVL : (valor inicial = 9 50% de éste = 4.5, por tanto HVL = 2.6mm Al) Respuesta relativa mm Al

17 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie17 Unidades de ortovoltaje 120 a 400kVp Tubo convencional de rayos X Aplicaciones: – Lesiones más profundas de la piel – Metástasis ósea

18 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie18 Equipos de ortovoltaje ( kVp) Diferentes aplicadores y filtros Filtros Aplicadores para diferentes tamaños de campo y distancias

19 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie19 Unidades de ortovoltaje Por lo general usa conos Más recientemente también se ha añadido un diafragma con campo de luz. Se ha de tener cuidado de: – Garantizar la distancia correcta – Tener en cuenta una penumbra grande debido a un punto focal grande

20 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie20 Equipos de ortovoltaje ( kVp) La ley del Cuadrado Inverso es importante Dosis en profundidad muy afectada por la FSD FSD 6cm, HVL 6.8mm Cu FSD 30cm, HVL 4.4mm Cu

21 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie21 Pregunta rápida En la diapositiva anterior ¿por qué el haz con mayor capa hemirreductora HVL resulta aún menos penetrante que el otro haz?

22 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie22 Equipos de ortovoltaje ( kVp) Panel de control Temporiza dor dual Selección de filtro y de kV Control de mA y de kV Botones de encendido y de parada de emergencia

23 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie23 Equipos de ortovoltaje ( kVp) Resulta posible emplear una cámara de ionización de transmisión como el sistema primario de control de dosis, en lugar del tiempo de tratamiento. El sistema de control de dosis de apoyo (secundario) puede ser o bien un dosímetro integrador independiente o un temporizador La otra forma es el empleo de dos temporizadores, esto es lo más común en la actualidad

24 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie24 2. Unidades telecurie Fuente de muy alta actividad (>1000Ci) Casi todas Co-60 Algunas unidades viejas emplean Cs-137

25 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie25 Sello conmemorativo del 50 aniversario de la radioterapia por haz externo con Co-60

26 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie26 Unidades telecurie Cs-137 Energía fotones 0.66 MeV Fuente relativamente grande para una actividad específica relativamente baja FSD media (aprox. 60 cm) Sin montaje isocéntrico - similar a equipos de ortovoltaje en su configuración Ya no se comercializan, y no deberían estar en operación

27 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie27 Cobalto - 60 Energía fotones aprox MeV 2 líneas a 1.17 MeV y 1.33 MeV

28 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie28 Cobalto - 60

29 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie29 Cobalto - 60 Energía fotones aprox. 1.25MeV Actividad específica suficientemente grande para FSD de 80 cm o incluso 100 cm Por tanto resulta posible configuración isocéntrico

30 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie30 Equipos para Cobalto - 60 La configuración isocéntrica posibilita el movimiento de todos los componentes alrededor de un mismo centro colimador brazo camilla

31 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie31 Comparación de porciento de dosis en profundidad para fotones Haz de Co-60

32 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie32 Área de control de una unidad de Co-60 Control con temporizador dual Monitoreo del paciente – Vidrio plomado – Sistema de video

33 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie33 Efecto encendido/apagado (on/off) Tiempo Rendimiento apagadoencendido Obturador abre Obturador cierra

34 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie34 Equipos para irradiación gamma Unidad reciente de Co-60

35 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie35 Equipos para irradiación gamma Cabezal y mecanismo de traslado de la fuente

36 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie36 Equipos para irradiación gamma Otros mecanismos de transferencia del porta fuente Funda de fuente rotatoria Obturador de mercurio (empleado en la primera unidad de Co-60 en 1951) Diafragmas móviles

37 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie37 Equipos para irradiación gamma Conjunto de la fuente: La fuente ha de estar sellada de forma tal que pueda resistir las temperaturas probables en incendios de la edificación Para evitar las fugas se recomienda doble encapsulado

38 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie38 Diseño de la fuente de Cobalto

39 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie39 Ensamblaje de la fuente

40 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie40 Equipos para irradiación gamma Período de semidesintegración relativamente corto: Co años Se recomienda cambiar la fuente cada 5 años para mantener el rendimiento Contenedor de transporte de la fuente Cabezal de la unidad de tratamiento

41 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie41 Imagen de un cambio de fuente de Co Escudo del haz Monitor de radiaciones Contenedor de transporte Cabezal de tratamiento

42 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie42 Equipos para irradiación gamma Indicador mecánico de posición de la fuente Indispensable para: indicar si la fuente no está segura por lo general acoplado a un dispositivo mecánico para empujar la fuente de vuelta si se traba

43 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie43 Cabezal de unidad de cobalto con porta fuente rotatorio Indicador de haz on

44 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie44 Equipos para irradiación gamma El mecanismo de control del haz ha de ser de diseño de ' fallo seguro '. Esto significa que la fuente volverá a la posición segura ('Off') en caso de: – Terminación de la exposición normal – Cualquier situación de avería – Interrupción de la fuerza que mantiene el mecanismo de control del haz en la posición de exposición ('On'), por ejemplo el fallo del suministro eléctrico o neumático

45 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie45 Equipos para irradiación gamma Por lo general se debería emplear el 'fallo seguro' con redundancia - concepto de 'defensa en profundidad' En caso de que la fuente no retorne a la posición de seguridad, debería resultar posible interrumpir la exposición por otros medios, por ejemplo, un sistema del retorno manual

46 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie46 Equipos para irradiación gamma Penumbra geométrica por lo general amplia puesto que el diámetro de la fuente es grande (>2cm)

47 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie47 Equipos para irradiación gamma Para reducir la amplitud de la penumbra se pueden emplear barras de recorte de penumbra

48 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie48 Equipos para irradiación gamma Rotación del brazo Para todos los movimientos mecánicos debería haber dos vías independientes de lectura: 1.Electrónica en la consola y/o monitor en la sala de tratamiento 2.Mecánica Segundo eje no isocéntrico para la fuente de Co-60

49 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie49 Equipos para irradiación gamma Fugas desde el cabezal con la fuente en posición segura ('Off') – max. 10 Gy h -1 a 1 metro de la fuente – max. 200 Gy h -1 a 5 cm de la cubierta Estas pueden contribuir una porción significativa a la dosis máxima permisible para el personal

50 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie50 Pregunta rápida Por favor estimar la dosis a un miembro del personal que posiciona a los pacientes en la unidad Co-60.

51 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie51 Dosis anual al personal Asumir: – 200 días al año, jornada de 8horas por día – 10% de este tiempo en la sala de tratamiento – 3 Gy h -1 dosis típica promediada para todos los locales del personal en la sala de tratamiento Dosis = Gy 0.5m Gy/año ( mitad del límite de dosis para el público )

52 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie52 Equipos para irradiación gamma Para la puesta en servicio han de examinarse las especificaciones del cabezal para identificar locaciones en que la fuga de radiación pudiera ser un problema. Deben efectuarse lecturas precisas de cámara de ionización en la ubicación de cualesquiera puntos calientes, así como en un patrón uniforme alrededor del cabezal. Pueden usarse las técnicas de envoltura de placas para identificar posiciones de puntos calientes'.

53 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie53 Técnica de envoltura de placas Se muestra aquí con una sola placa en un linac En la práctica la placa se puede envolver alrededor del cabezal de tratamiento Esta técnica también es útil para otras unidades de tratamiento como superficial y ortovoltaje. ¡No olvidar nunca marcar y etiquetar la placa!

54 IAEA Parte 5. Conferencia 2.a Equipos – superficial, telecurie54 Equipos para irradiación gamma Inicialmente se deberían efectuar pruebas de frotis durante la instalación, y después a intervalos periódicos, para verificar si existe contaminación superficial. Esta prueba no necesita ser realizada directamente sobre la superficie de la fuente sino puede llevarse a cabo en una superficie que entre en contacto con la fuente durante el funcionamiento normal del equipo.


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