PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA

Presentación del tema: "PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA"— Transcripción de la presentación:

1 PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA
Part No VII, lecture 2 Shielding PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 7 Diseño de las instalaciones y del blindaje Conferencia 2: Blindaje Parte 7: Diseño de las instalaciones y del blindaje Conferencia 2: Blindaje Objetivos: A la terminación de esta conferencia, los estudiantes han de ser capaces de: Comprender los principios del blindaje y otras medidas de seguridad radiológica Realizar cálculos de blindaje sencillos Juzgar la idoneidad del blindaje empleando suposiciones realistas y reconocimiento IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

2 Seguridad radiológica
Part No VII, lecture 2 Shielding Seguridad radiológica Tiempo … la jornada de trabajo Distancia A la sala de control... Blindaje No mucho control sobre el tiempo y la distancia por el personal Por tanto, el diseño adecuado del blindaje es esencial para la planificación y construcción de la instalación de radioterapia Esta diapositiva se refiere a la parte 4 del curso - no obstante enfatiza sobre la necesidad del blindaje. Efectivamente, por lo general es difícil modificar las prácticas de trabajo en radioterapia para evitar la exposición del personal - la disposición/estructura del local y el blindaje determinarán en gran medida los riesgos radiológicos sobre el personal. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

3 Part No VII, lecture 2 Shielding 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 realistas y reconocimiento IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

4 Contenido de la conferencia 2
Part No VII, lecture 2 Shielding Contenido de la conferencia 2 Principios Suposiciones para los cálculos de blindaje Cálculos de blindaje básicos Verificaciones del blindaje y reconocimiento IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

5 1. Principios del blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

6 Part No VII, lecture 2 Shielding Blindaje Ha de ser diseñado por un especialista calificado en 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 Esta división de roles es importante IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

7 Enfoque de diseño del blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 La imagen enfatiza la naturaleza tridimensional del asunto IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

8 Ubicación de los equipos
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 La imagen muestra un simulador que: 1. Está colocado inclinado dentro del local de modo que la radiación primaria que impacta en las paredes lo hace oblicuamente y por tanto se incrementa el espesor efectivo de la pared (NOTA: éste no es el caso de las superficies encima y debajo) 2. Está colocado en un local grande que posibilita el acceso fácil al equipo. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

9 Consideraciones respecto al blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 La imagen es simplemente una ilustración: En las instalaciones de braquiterapia de baja tasa de dosis en una sala, la principal preocupación son las puertas y ventanas Las instalaciones de servicio pueden afectar la integridad del blindaje, ej. un conducto de aire acondicionado implica un agujero en el blindaje, IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

10 Las suposiciones se han de basar en estimados justificables
Part No VII, lecture 2 El diseño del blindaje emplea suposiciones sobre el uso futuro de los equipos Shielding 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 Conservador no significa sobre-diseñar 'automáticamente'. La secuencia de sucesos de peores consecuencias debe ser tenida en cuenta, al igual que los sucesos más frecuentes. Ante la duda asumir la secuencia de sucesos más desfavorable. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

11 Información requerida
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 La imagen muestra un linac VARIAN IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

12 Tipo de equipo Tipo, fabricante, número de serie,…
Part No VII, lecture 2 Shielding 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,... La foto muestra un linac Electa IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

13 Part No VII, lecture 2 Shielding El material más apropiado para el blindaje depende del tipo de radiación Radiación gama y rayos X de baja energía Plomo, comparar también las aplicaciones de diagnóstico Radiación gamma y rayos X de alta energía (>500keV) Hormigón (más barato y autosoportado), hormigón de alta densidad Electrones Por lo general se blindan apropiadamente si se tienen en cuenta los fotones El conferencista podría recordar a los participantes de la importancia del fotoefecto para los fotones de baja a media energía. La alta dependencia del número atómico efectivo hace del plomo un material muy atractivo para el blindaje. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

14 2. Suposiciones para los cálculos de blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding 2. Suposiciones para los cálculos de blindaje Límite de radiación Carga de trabajo Factor de uso Ocupación Distancia Materiales ? IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

15 Carga de trabajo Una medida del rendimiento de la radiación Se mide en
Part No VII, lecture 2 Shielding 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) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

16 Part No VII, lecture 2 Shielding 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 Lo último es a discreción del especialista en radiaciones; las regulaciones locales y su interpretación por la autoridad regulatoria. En la práctica, el haz se atenúa, no obstante un enfoque altamente conservador es asumir que no. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

17 Ejemplo de carga de trabajo de un linac
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 = Gy por año Margen para otros usos tales como física, irradiación de sangre,… Total: 40000Gy por año en el isocentro El conferencista debe señalar que es esencial incluir a otros usuarios en la cifra de la carga de trabajo. Puede ser que el trabajo adicional sea poco y eventual, lo cual no sería de preocupación respecto a los pacientes y la mayoría del personal. No obstante, es importante supervisar todos los usos de la unidad de irradiación. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

18 Part No VII, lecture 2 Shielding Carga de trabajo e IMRT MLC patrón 1 MLC patrón 3 MLC patrón 2 Mapa de intensidades 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 Esto forma parte de una diapositiva de la parte 10 - IMRT allá se discutirá en mayor detalle. No obstante se consideró importante alertar desde ahora a los participantes sobre los problemas potenciales en el diseño del blindaje para la IMRT. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

19 Part No VII, lecture 2 Shielding 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) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

20 Part No VII, lecture 2 Shielding Factor de uso Fracción de tiempo que el haz primario está en una dirección específica es decir en el punto de 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 El conferencista puede señalar que la distribución de direcciones del brazo para el cálculo del factor de uso es un buen ejemplo de suposiciones 'conservadoras'. Obviamente, el factor de uso total ha de ser 1. Sin embargo, la suma de todos los factores de uso tenidos en cuenta es > 1, un enfoque conservador. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

21 Blindaje primario y secundario
Part No VII, lecture 2 Shielding 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) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

22 “Fuentes” de radiación en radioterapia por haz externo
Part No VII, lecture 2 Shielding “Fuentes” de radiación en radioterapia por haz externo 1. 3. 2. Ésta es una diapositiva algo complicada - ilustra la situación de la fuente para diferentes tipos de radiación. N. del T.- Sobre las leyendas de la figura: Treatment head: Cabezal de tratamiento Radiation source: Fuente de Radiación Target: Blanco Patient: Paciente Isocentre: Isocentro 1: Haz primario siempre dirigido/orientado pasando por el isocentro 2: Radiación de fuga proveniente de la fuente/blanco 3: Radiación dispersa – proveniente del paciente (o pared, techo, piso…) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

23 Part No VII, lecture 2 Shielding 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... Un intento de involucrar a los participantes en la discusión N. del T.- Sobre la figura, leyendas, en sentido horario, desde el extremo superior izquierdo: Pistón de aire Uranio empobrecido Blindaje de plomo Indicador mecánico de posición de la fuente Fuente de luz para la luz de campo Colimador primario del haz de tungsteno Recortadores de penumbra Eje del Haz Indicador óptico de distancia Láminas que forman una malla para la colimación del haz Fuente Dispositivo que mueve la fuente IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

24 Part No VII, lecture 2 Shielding 1. and 2 2. 3. Primaria Fuga desde dos posiciones Dispersa desde el paciente 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... IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

25 Dimensión de campo máxima
Part No VII, lecture 2 Shielding Consideración del tamaño de campo máximo para el blindaje del haz primario Tamaño de campo Dimensión de campo máxima Las dimensiones de campo máximas del haz primario se han de tomar según la diagonal del haz. El conferencista pudiera preguntar cuál sería la diferencia en tamaño, por ejemplo para un campo de 40 x 40 cm2 Respuesta: x (raíz cuadrada de 2) = aproximadamente diagonal de 57cm IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

26 Fuentes secundarias en radioterapia por haz externo
Part No VII, lecture 2 Fuentes secundarias en radioterapia por haz externo Shielding 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 En la práctica, a menudo se supone que las fugas y la dispersión contribuyen de forma similar a la necesidad de barreras secundarias. Un enfoque conservador sería estimar la que parece ser mayor (por lo general las fugas en el caso de linac > 4MV, y la dispersión en el caso de Co-60); y duplicarla. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

27 Distancia al punto a blindar
Part No VII, lecture 2 Shielding 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) En un local grande la diferencia entre las diferentes posiciones de las fuentes por lo general es despreciable, sin embargo, si la distancia entre la fuente y el punto de interés es 5m o menos, respecto a las fugas, se ha de tener en cuenta la posición real de la fuente. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

28 Ubicación del local Es el local: ¿área controlada?
Part No VII, lecture 2 Shielding 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)? IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

29 Ocupación del área a blindar
Part No VII, lecture 2 Shielding 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) Este es un resultado directo del tema de la diapositiva anterior. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

30 Ocupación (NCRP49) 1 0.25 0.06 Área Ocupación
Part No VII, lecture 2 Shielding Ocupación (NCRP49) Área Ocupación Áreas de trabajo (oficinas, locales del personal) 1 Pasillos 0.25 Baños, locales de espera, áreas de parqueo de autos 0.06 El conferencista puede añadir que en la actualidad el NCRP informe 49 está en proceso de revisión. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

31 Part No VII, lecture 2 Shielding 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 El conferencista debería invertir cierto tiempo para debatir sobre la diferencia de terminología entre 'límite de dosis' según las NBS, referente a la exposición de las personas y límite de diseño, el cual se ha de aplicar al diseño del blindaje. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

32 Consideraciones para el laberinto
Part No VII, lecture 2 Shielding 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... Los cálculos para el diseño del laberinto están más allá del alcance del actual curso - deben realizarse por un experto calificado. N. del T.- Sobre la figura Radiation along the maze.- Radiación a lo largo del laberinto Isocentre.- Isocentro Calcular la tasa de dosis en el punto de reflexión por la ley del cuadrado inverso, después reducir este valor por el 0.1% para obtener la tasa de dosis a 1 metro del punto de reflexión IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

33 Consideraciones respecto a los neutrones
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 La imagen muestra a un físico que realiza un monitoreo de neutrones empleando un contador proporcional con ‘esferas Bonner' para moderar el neutrón a energías térmicas y así poder detectarlos. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

34 Part No VII, lecture 2 Shielding 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) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

35 Características del blindaje de neutrones
Part No VII, lecture 2 Shielding 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... IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

36 Activación Los neutrones pueden activar los materiales en su haz
Part No VII, lecture 2 Shielding 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) This is a different problems with neutrons which may affect staff working in a bunker used for irradiations with high (>10MV) energy photons. It is important form a radiation safety perspective that the radiation generated here can be detected using common personal dosimeters, such as film or TLD badges. Éste es un problema diferente con los neutrones que pueden afectar al personal que trabaja en un bunker usado para la irradiación con fotones de alta energía (>10MV). Es la forma importante desde la perspectiva de la seguridad radiológica que la radiación generada puede ser detectada usando un dosímetro personal común, tal como película o TLD. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

37 Más información sobre los neutrones
Part No VII, lecture 2 Shielding Más información sobre los neutrones N. del T.- Sobre la figura: “Medición de neutrones en los alrededores de máquinas de radioterapia por rayos X de alta energía” IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

38 Esquema de un bunker de un linac
Part No VII, lecture 2 Shielding Esquema de un bunker de un linac Esta diapositiva proporciona una especie de resumen sobre la disposición del bunker de un linac. N. del T.- Linac.- Acelerador lineal Isocentre.- Isocentro Concrete wall about 1.2 m thick.- Pared de hormigón de aproximadamente 1.2 m de espesor Primary shielding may also be required in the floor and on the ceiling.- El piso y el techo pudieran requerir también blindaje primario Primary beam.- Haz primario Reinforced shielding for primary beam, about 2m thick: Blindaje reforzado para el haz primario, aprox. 2m de espesor For primary beam also high density concrete may be used.- Para el haz primario se puede utilizar también hormigón de alta densidad Door.- Puerta Maze.- Laberinto Maze design avoids that any photon can reach the door which have only been scattered once.- El diseño del laberinto impide que los fotones que hayan sido dispersados solo una vez puedan llegar hasta la puerta. Neutron door.- Puerta contra neutrones IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

39 Otras unidades de irradiación: simulador y escáner CT
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 Nucletron/Oldelft Simulix IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

40 Otras unidades de irradiación: Unidades de tratamiento de kilovoltaje
Part No VII, lecture 2 Shielding 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. Se muestra una unidad de tratamiento Therapax 300 IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

41 Unidades de kilovoltaje
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 La combinación de placas de plomo pegadas a chapa (plywood) evita que el plomo cambie su forma. Viene suministrado en ‘planchas' que se pueden instalar fácilmente a una pared. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

42 Blindaje en braquiterapia
Part No VII, lecture 2 Shielding Blindaje en braquiterapia Esta diapositiva simplemente conduce la conferencia al siguiente tópico, muestra un bunker de braquiterapia de alta tasa de dosis. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

43 Diseño del blindaje contra las radiaciones - braquiterapia
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 Esto pretende expresar la diferencia de las aplicaciones de braquiterapia en términos de la configuración de sus fuentes radiactivas. Ésta es una oportunidad para el conferencista recapitular la información que se impartió en la parte 6 del curso. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

44 Locales de tratamiento LDR
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

45 Blindaje del local de tratamiento en la sala del hospital
Part No VII, lecture 2 Shielding 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. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

46 Locales de tratamiento HDR
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

47 Locales de tratamiento PDR
Part No VII, lecture 2 Shielding 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) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

48 Tasa de dosis instantánea
Part No VII, lecture 2 Shielding 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? Esta es una consideración importante que los participantes deben conocer. Su problemática puede ilustrarse fácilmente en el caso de la braquiterapia PDR: Durante un tiempo de unos minutos la tasa de dosis en el local al lado de un local de tratamiento PDR es similar a la de la braquiterapia HDR Promediada durante el tiempo de tratamiento para un paciente en específico, la tasa de dosis es similar a la de LDR Promediada durante un año, en que se tratan sólo 10 pacientes en el local; la tasa de dosis es aproximadamente 10 veces inferior nuevamente. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

49 Tasa de dosis instantánea
Part No VII, lecture 2 Shielding 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) Esta es una consideración importante que los participantes deben conocer. Su problemática puede ilustrarse fácilmente en el caso de la braquiterapia PDR: Durante un tiempo de unos minutos la tasa de dosis en el local al lado de un local de tratamiento PDR es similar a la de la braquiterapia HDR Promediada durante el tiempo de tratamiento para un paciente en específico, la tasa de dosis es similar a la de LDR Promediada durante un año, en que se tratan sólo 10 pacientes en el local; la tasa de dosis es aproximadamente 10 veces inferior nuevamente. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

50 3. Cálculos básicos de blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding 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 El objetivo de esta sección no es convertir a los participantes en expertos en diseño de blindaje contra las radiaciones - la idea es presentarles algunos cálculos básicos que les ayudarán a comprender los diseños y cálculos que realizan otros. El conferencista también debería señalar que ni el OIEA ni el autor(es) del material del curso pueden proporcionar ninguna garantía sobre la corrección de las fórmulas que se muestran. Es responsabilidad de cada individuo comprobar y verificar las suposiciones, datos, cálculos y fórmulas utilizadas. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

51 Part No VII, lecture 2 Shielding Cálculo de blindaje Parámetros Tipo de equipo Carga de trabajo W Dosis al blanco D Factor de uso U Distancia d Ocupación del área a blindar T Valor límite en el área a blindar P ¿Cómo podemos calcular el factor de atenuación requerido A (y por tanto el espesor de la barrera B) procesando estos parámetros? IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

52 Cálculo de blindaje Se necesita obtener P P = WUT (dref/d)2 × A-1
Part No VII, lecture 2 Shielding Cálculo de blindaje (Tipo de equipo) Carga de trabajo W (D incluida en W) Factor de uso U Distancia d Ocupación del área a blindar T Valor límite en el área a blindar P Se necesita obtener P P = WUT (dref/d)2 × A-1 Siendo dref la distancia desde la fuente hasta el punto de referencia (ej. al isocentro) y A la atenuación mínima que se requiere de la barrera El conferencista debería tomar cierto tiempo para debatir sobre la fórmula. Un buen modo para presentarla es preguntar: ¿Cómo varía la tasa de dosis en un punto si se varía... W? U? T? d? Por favor notar que la atenuación se da como un factor >1. Mientras mayor es la atenuación, menor el valor de P que se ha de obtener. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

53 Ejemplo Local de espera adyacente a un bunker de linac, distancie 6m
Part No VII, lecture 2 Shielding Ejemplo Local de espera adyacente a un bunker de linac, distancie 6m El linac tiene una carga de trabajo de 40000Gy en el isocentro por año FAD = 1m IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

54 Ejemplo para el haz primario
Part No VII, lecture 2 Shielding Ejemplo para el haz primario Tipo de equipo = linac, FAD = 1m, 6MV W = 40000Gy/año (D = 2.5Gy) U = 0.25 (enfoque lateral) d = 6m T = 0.25 (local de espera) P = 0.001Gy/año (sin restricción adicional) A = WUT (dref/d)2 / P A = 69,444 ¡Se necesita una atenuación de casi 5 ordenes de magnitud! D solo se especifica en aras del completamiento de datos, pero está incluida en W IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

55 Materiales para el blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding Materiales para el blindaje Plomo Alta densidad física - requisitos de espacios pequeños Número atómico alto - buen blindaje para rayos X de baja energía Relativamente caro Difícil de trabajar IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

56 Materiales para el blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding Materiales para el blindaje Hierro/acero Densidad física relativamente alta - requisitos espaciales aceptables Estructura autosoportada - fáciles de instalar Relativamente caros IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

57 Materiales para el blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding Materiales para el blindaje Hormigón Barato (si se vierte en el momento de la construcción de la edificación) Autosoportado - fácil de usar Se requieren barreras relativamente gruesas para radiación de megavoltaje Pueden tener lugar variaciones en la densidad - necesario controlar este aspecto IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

58 Otros materiales para el blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding Otros materiales para el blindaje Paredes, ladrillos, madera, cualquier estructura que se emplea en la construcción Hormigón de alta densidad (densidad de hasta 4g/cm3, mientras que el hormigón normal es de aprox. 2.3) Materiales compuestos, ej. pedazos de metal embebidos en el hormigón (por ejemplo Ledite) Sobre la Ledita (Ledite) se explica más en el pie de página de la diapositiva siguiente IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

59 Part No VII, lecture 2 Shielding Propiedades físicas de los materiales de blindaje (adaptado de McGinley 1998) Material Densidad (g/cm3) Número atómico Costo relativo Hormigón 2.3 11 1 Hormigón pesado Aprox. 4 26 5.8 Acero 7.9 2.2 Plomo 11.34 82 22 Tierra, compactada 1.5 variable bajo Propiedades físicas de los materiales de blindaje (adaptado de McGinley 1998) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

60 Espesor de decimoreducción (TVL) para diferentes materiales
Part No VII, lecture 2 Shielding Espesor de decimoreducción (TVL) para diferentes materiales TVL (cm) para diferentes calidades de fotones Material del blindaje (densidad g/cm3) espectro 500 kVp 4 MVp mono-energético 4 MV espectro 6 MVp espectro 10 MVp espectro 20 MVp Referencias Plomo (11.3) 1.19 5.3 5.6 5.5 – 5.8 5.8 NCRP 1976 Cember 1992 Siemens 1994 Acero/Hierro (7.8) 9.1 9.9 9.7 – 10.5 10.9 Hormigón (1.8 – 2.4) 11.7 29.2 32 34.5 38 – 39.6 45 Ledite (aprox. 4) 14 Especificaciones de fabricación Nota: La Ledita (Ledite) (y materiales similares), por lo general se emplean con propósitos de blindaje ya que combinan una alta densidad física con la posibilidad del empleo de ladrillos de Ledita como material constructivo autosoportado Estos son datos típicos de una cierta variedad de materiales de blindaje. Ha de formar parte del folleto para los participantes. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

61 Ejemplo para haz primario
Part No VII, lecture 2 Shielding Ejemplo para haz primario Tipo de equipo = linac, FAD = 1m, 6MV W = 40000Gy/año (D = 2.5Gy) U = 0.25 (enfoque lateral) d = 6m T = 0.25 (local de espera) P = 0.001Gy/año (sin restricción adicional) A = 69,444 Se necesita conocer el TVL (Espesor de decimoreducción o espesor requerido para atenuar el haz por un factor de 10) de hormigón en un haz de 6MV TVL = 30cm Espesor de barrera requerido: B = 1.5m De regreso al cálculo de blindaje IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

62 Ejemplo de barrera secundaria
Part No VII, lecture 2 Shielding Ejemplo de barrera secundaria Tipo de equipo = Co- 60, FAD = 80cm W = 40000Gy/año (D = 2.5Gy) (U = 1) den isocentro = 5.2m T = 1 (oficina encima) P = 0.001Gy/año Factor de restricción de dosis 0.3 (la unidad de Cobalto es solo una fuente potencial) A = L WT (dref/d)2 / P L = “factor de fugas y dispersión” = 0.2% A = ??? Los participantes deben calcular la atenuación requerida - la clave principal es percatarse de que la distancia debe usarse como 4.4m para tener en cuenta el hecho de que la unidad está por lo general apuntando hacia abajo y el punto de interés está ubicado encima de la unidad. El conferencista puede pedir a los participantes que dibujen un esquema y realicen algunos cálculos rápidos antes de mostrar la diapositiva siguiente. El factor de restricción de dosis puede emplearse para tener en cuenta la exposición potencial de personas a partir de múltiples fuentes, ej. instalación de medicina nuclear, radioterapia y radiología diagnóstica, todas circundando la misma área. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

63 Ejemplo de barrera secundaria
Part No VII, lecture 2 Shielding Ejemplo de barrera secundaria A = 8,815 (o aproximadamente 4 ordenes de magnitud) TVL de Co-60 en hormigón es 25cm Espesor de barrera requerido 100cm ! X oficina barrera isocentro Cabezal de Co 4.4m 5.2m Piso del bunker IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

64 Una nota sobre las puertas
Part No VII, lecture 2 Shielding Una nota sobre las puertas Las puertas blindadas resultan satisfactorias para las unidades de kilovoltaje aunque se requerirán bisagras o puertas corredizas de altas exigencias Las unidades de megavoltaje requieren laberinto y realmente pueden no necesitar puerta en absoluto si el laberinto es suficientemente largo y bien diseñado - en este caso hay que garantizar que nadie entre al local durante o antes del tratamiento Un laberinto sin puerta requiere señales de advertencia y detectores de movimiento que puedan determinar si alguien entra al local sin autorización e inhabilitar la administración del haz IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

65 Una nota sobre las puertas
Part No VII, lecture 2 Shielding Una nota sobre las puertas Aceleradores con una energía > 15 MV requieren consideraciones para el blindaje de neutrones y por tanto respecto a una puerta especial al final del laberinto. Estas puertas contra neutrones por lo general contienen parafina borada para disminuir la energía cinética de los neutrones y capturarlos Un marco de acero contribuye a atenuar los fotones terciarios de las reacciones (n, gamma). El boro tiene una sección transversal muy grande para neutrones térmicos mientras que la parafina contiene muchos átomos de hidrógeno lo que contribuye a disminuir la energía cinética de los neutrones IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

66 Tener en cuenta la radiación de fuga
Part No VII, lecture 2 Shielding Puertas X   La puerta siempre debe extenderse suficientemente más allá de la abertura en la pared para reducir las fugas. En la diapositiva se muestran dos diseños típicos. Aplicable a todos los casos de blindaje. Tener en cuenta la radiación de fuga IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

67 Part No VII, lecture 2 Shielding Enclavamientos El sistema de enclavamiento doble de esta puerta corrediza proporciona redundancia de seguridad - un interruptor ha de ser abierto y otro ha de cerrarse. Su inhabilitación (accidental o a propósito) resulta difícil. Aplicable a todos los casos de blindaje. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

68 Finalmente otros aspectos sobre el blindaje
Part No VII, lecture 2 Shielding Finalmente otros aspectos sobre el blindaje Cuando se utiliza una pared blindada, considerar la dispersión desde debajo del material de blindaje. X   La imagen se explica por sí misma. Incluso sin existir huecos, se puede producir dispersión desde debajo del material de blindaje. Las dos opciones de diseño que se muestran son apropiadas para evitar esto. Aplicable principalmente a locales de tratamiento superficial/ortovoltaje. N. del T.- De la figura, leyendas: Floor: piso Primary radiations: Radiación primaria Secondary radiations: Radiación secundaria Wall: Pared IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

69 Radiación de cielo (sky shine)...
Part No VII, lecture 2 Shielding Radiación de cielo (sky shine)... Radiación que se refleja desde el volumen de aire encima de un local insuficientemente blindado Esto es una situación real - el aire encima de la instalación que no esté blindada en el techo, actúa como material dispersante, y puede ocasionar exposición de personas protegidas por el blindaje primario. El conferencista pudiera también mencionar que se necesita tener en consideración las edificaciones adyacentes a un bunker. Aun cuando en la actualidad no sean de gran altura, pudiera haber algunos que sí dentro de pocos años. Como tal constituye una buena práctica incluir una cierta cantidad de blindaje también en el techo de las instalaciones de tratamiento de megavoltaje Aplicable principalmente a los locales de tratamiento de megavoltaje. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

70 Cubrir huecos potenciales
Part No VII, lecture 2 Shielding Cubrir huecos potenciales La imagen ilustra el asunto que es aplicable a todos los casos de blindaje. Éstos pueden ser también conductos de aire, aire acondicionado, tuberías de agua, conductos de electricidad y otros. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

71 4. Verificación y reconocimiento
Part No VII, lecture 2 4. Verificación y reconocimiento Shielding Es esencial verificar la integridad del blindaje durante la construcción (inspecciones por el RSO) y después de la instalación de la unidad del tratamiento (reconocimiento radiológico) Las fallas puede que no hayan estado en el diseño - pueden haberse producido en la ejecución Las suposiciones aplicadas en el diseño han de ser verificadas y revisadas sistemáticamente. N. del T.- RSO.- Radiation Safety Officer (Oficial de Seguridad Radiológica) IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

72 Inspección durante la construcción
Part No VII, lecture 2 Inspección durante la construcción Shielding El contrato de construcción debe específicamente permitir al Oficial de Seguridad Radiológica (RSO) realizar inspecciones en cualquier momento El RSO debe mantener buena comunicación con el Arquitecto y los Constructores La disposición del local se debe verificar ANTES de la instalación de la obra de conformación de interiores o marcos de las paredes Inspección visual durante la construcción Asegura que la instalación cumple las especificaciones Puede revelar fallas en materiales o en la habilidad de los trabajadores IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

73 Inspección durante la construcción
Part No VII, lecture 2 Shielding Inspección durante la construcción Verificar el espesor de los materiales de construcción Verificar la superposición de planchas de plomo o acero Verificar el espesor de los paneles de cristal y la disposición de ventanas y puertas, para asegurar que cumplen las especificaciones Examinar el blindaje detrás de las cajas de interruptores, cerraduras, conductos de cables, lásers, etc. que pudieran estar en cavidades dentro de las paredes Verificar las dimensiones de cualquier pantalla o barrera de plomo o acero Tomar muestras de hormigón y verificar su densidad IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

74 Inspección después de concluida la construcción
Part No VII, lecture 2 Shielding Inspección después de concluida la construcción Verificar que las áreas blindadas están en conformidad con el diseño Verificar que todos los dispositivos y elementos de seguridad y advertencia están correctamente instalados En caso de unidades de megavoltaje, verificar que su posición y orientación es según el diseño. Ninguna parte del haz de radiación ha de escapar a la barrera primaria IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

75 Monitores de radiación para el reconocimiento de seguridad
Part No VII, lecture 2 Shielding Monitores de radiación para el reconocimiento de seguridad Monitores de cámara de ionización con paredes aire-equivalentes. Estos tienen una respuesta lenta, pero están libres de problemas de 'tiempo muerto'. Contadores Geiger. Éstos son ligeros y fáciles de usar con una respuesta rápida. Deben usarse con precaución para haces pulsantes de aceleradores debido a posibles problemas considerables de 'tiempo muerto'. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

76 Después de la instalación de los equipos
Part No VII, lecture 2 Shielding Después de la instalación de los equipos Antes de la puesta en servicio verificar que las personas en el área de control están seguras Escanear el área de control, estando el haz en la configuración del 'peor caso' Tamaño máximo del campo Energía máxima Apuntando hacia el área de control si esto fuera posible Verificar que las tasas de dosis están dentro de los limites proyectados Esto siempre ha de ser una de las primeras verificaciones para asegurarse de que el personal involucrado en la puesta en servicio no está en riesgo de exposición indebida a las radiaciones IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

77 Después de la instalación de los equipos
Part No VII, lecture 2 Shielding Después de la instalación de los equipos Pero antes de la puesta en servicio Con el campo seleccionado al máximo y con la energía y tasa de dosis máximas Apuntar el haz, sin ningún atenuador presente, a la pared objeto de verificación Escanear los blindajes primarios utilizando un modelo lógico de escaneado Sobre todo concentrarse en áreas dónde el diseño muestre que haya empalmes o hayan podido manifestarse posibles debilidades IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

78 Después de la instalación de los equipos
Part No VII, lecture 2 Shielding Después de la instalación de los equipos Pero antes de la puesta en servicio Interponer material dispersante en el haz, que se asemeje al tamaño y posición de un paciente Escanear los blindajes secundarios con el equipo apuntando en las posiciones típicas de tratamiento Si se trata de un local de un acelerador, entonces escanear la entrada al laberinto Después de tener en cuenta los factores de uso y de posición, determinar si la instalación está en conformidad con las condiciones de diseño IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

79 Después de la instalación de los equipos
Part No VII, lecture 2 Shielding Después de la instalación de los equipos Neutrones Si el equipo es un acelerador de energía > 15 MV entonces el escaneado radiológico debe incluir la exploración de neutrones, especialmente cerca de la entrada al laberinto El instrumento de exploración usado para los neutrones debe ser de un tipo apropiado. Ver por ejemplo, AAPM report 19 La imagen muestra un contador proporcional (BF3) lleno de gas, al centro de un bloque de polietileno. El polietileno reduce la velocidad (termaliza) de los neutrones El instrumento se usa para medir los niveles de neutrones a la entrada del laberinto del linac IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

80 Reconocimiento radiológico vs. monitoreo
Part No VII, lecture 2 Shielding Reconocimiento radiológico vs. monitoreo El reconocimiento radiológico es para verificar que el área es segura para ser usada (en particular en la puesta en servicio) Sin embargo, uno también necesita asegurarse que todas las asunciones (por ejemplo la carga de trabajo) son correctas y se mantienen. Este proceso se llama monitoreo e involucra grandes tiempos de medición de la radiación. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

81 Monitoreo sistemático de área
Part No VII, lecture 2 Shielding Monitoreo sistemático de área Confirmar los resultados de los reconocimientos radiológicos Las áreas donde hay irradiación deben ser verificadas sistemáticamente para detectar cualquier afectación de la integridad del blindaje Esto es especialmente importante para locales blindados con planchas de plomo o acero, puesto que éstas pueden haberse movido y las uniones haberse abierto Un área debe ser verificada después de cualquier trabajo de construcción IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

82 Part No VII, lecture 2 Shielding Resumen La planificación y diseño cuidadoso del blindaje contribuyen a optimizar la protección y a ahorrar en costos El diseño y cálculos del blindaje son complejos y han de ser realizados por un especialista en radiaciones calificado, sobre la base de suposiciones aplicables Todo blindaje ha de ser comprobado por un experto independiente, y verificado por medio del monitoreo con enfoque a largo plazo Explicación y/o información adicional Instructions for the lecturer/trainer IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

83 Donde obtener más información
Part No VII, lecture 2 Shielding Donde obtener más información IAEA TECDOC 1040 revisado (“Setting up a Radiotherapy Programme” 2008) NCRP report 49 NCRP report 51 McGinley P. Shielding of Radiotherapy Facilities. Medical Physics Publishing: Madison 1998. IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

84 ¿Preguntas?

85 Prueba rápida Por favor dé un estimado aproximado sobre el espesor de pared de hormigón requerido para: HDR con Ir-192, Braquiterapia LDR, Radiación superficial, Haz primario de linac, y Dispersión y fuga de teleterapia con cobalt

86 Estimados muy simples usando suposiciones comunes:
Part No VII, lecture 2 Shielding Estimados muy simples usando suposiciones comunes: HDR Ir-192: 70cm Braquiterapia LDR: 50cm Radiación superficial: 50cm (se puede hacer con mayor eficiencia empleando plomo) Haz primario de linac: 200cm Dispersión y fuga de teleterapia con cobalto: 100cm ¡Por favor notar que estos no son valores recomendados para ninguna instalación en específico! IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy

87 Agradecimientos John Drew Part No VII, lecture 2 Shielding
IAEA Course: Radiation Protection in Radiotherapy