Módulo 2.8. Falla de un bloqueo de seguridad en acelerador (Polonia) PREVENCIÓN DE EXPOSICIONES ACCIDENTALES EN RADIOTERAPIA Módulo 2.8. Falla de un bloqueo de seguridad en acelerador (Polonia)

¿A dónde vamos esta vez? Białystok

Polonia - Białystok

La máquina de Białystok El acelerador Neptun 10P La máquina de Białystok Construido bajo licencia de CGR Francia, por El Instituto de Estudios Nucleares, Establecimiento Experimental para Equipo Nuclear, Swerk, Polonia Diseño tipo 1970’s Tipo onda estacionaria 3 GHz Magnetrón de pulsos de 2 MW Los circuitos involucrados en esta exposición accidental son esencialmente los mismos de la versión original del acelerador

¿Qué ocurrió? x Febrero 27, 2001 Falla de energía eléctrica en el departamento Quedaban cinco pacientes por tratar ese día Se reinició la máquina Se hicieron todas las pruebas a la máquina sin que hubiera indicación de falla

La consola del Neptun 10P in Bialystok ¿Qué ocurrió? La consola del Neptun 10P in Bialystok El indicador analógico de tasa de dosis fluctuaba alrededor de 150 UM/min, en vez de las 300 UM/min seleccionadas El físico ajustó el temporizador a un tiempo más largo debido a la tasa de dosis baja que estaba indicada Notó una pequeña asimetría en el haz y ajustó para corregir

¿Qué ocurrió? Los cinco pacientes que restaban fueron tratados con electrones de 8 MeV Los pacientes 3, 4 y 5 pronto reportaron reacciones en piel El paciente 5 regresó al departamento de radioterapia quejándose de sensación de quemadura y comezón El oncólogo radioterapeuta también observó eritema, que era anormal Se retiró la máquina del uso clínico después del último paciente

El Neptun 10P en Bialystok Acciones del físico El Neptun 10P en Bialystok El físico hizo mediciones La lectura estaba fuera de escala La tasa de dosis, sin corrección por recombinación, era 37 veces mayor que la normal (para electrones de 8 MeV) 17 veces mayor (para electrones de 10 MeV) 3.5 veces mayor (para fotones de 9 MV)

Acciones del físico El físico observó un incremento en la corriente del filamente en el cañón de electrones (de 1.20 a 1.46 para 8 MeV) El acelerador indicaba tasa de dosis baja Gabinete electrónico

El vendedor acudió al día siguiente Fusible quemado – El sistema de dosimetría no estaba energizado Diodo inservible en la cadena de bloqueos de seguridad - Indicio de problemas en el sistema de dosimetría Señal baja en la cámara de ionización - La corriente del filamento se incrementó para compensar la tasa de dosis baja

Pasos para iniciar la irradiación La secuencia de pasos para iniciar la irradiación incluye una prueba a las cámaras monitor, pero … La información de la pérdida de alimentación eléctrica no puede pasar debido al diodo roto … … … el bloqueo de seguridad no está informado de que las cámaras monitor están fuera y da luz verde para el siguiente paso en la secuencia para irradiar Señal de falla en el sistema de monitoreo del haz Se activa el bloqueo y no permite la irradiación La señal se transfiere a través del diodo El diodo falla (circuito abierto) la señal no pasa No se activa el bloqueo y permite la irradiación Función del diodo D 29 A: Diodo funcionando correctamente B: Diodo deshabilitado (circuito abierto)

Tasa de dosis vs corriente del cañón En la condición de trabajo normal de la máquina la corriente del filamente es de alrededor de 1.10 A, sin embargo, debido a que la señal de la cámara de ionización era muy baja, el sistema de control asumió que no había haz o que la tasa de dosis era muy baja e incrementó la corriente del filamento hasta que la señal de la cámara fue suficiente. La corriente aumentó a aproximadamente 1.45A, lo cuál fue observado por el físico en las mediciones de verificación. Las mediciones del equipo de investigación estimaron que la dosis estuvo alrededor de 70-110 Gy/min en el intervalo de la corriente del filamento.

Estimación de dosis a los pacientes Se presentarán los pasos para estimar las dosis dadas.

Linealidad de la cámara monitor Debido a limitantes en el equipo las mediciones se hicieron con 25 UM Se revisó la linealidad de la cámara monitor Prueba Cociente de la dosis a 150 MU entre dosis a 25 UM × 6 Normal 1.00 (Łódź) Falla 1 /1.48 A) 1.09 (Białystok) Falla 2 (1.46 A) 1.05 (Białystok) Falla 3 (1.10 A) 1.09 (Vendedor) Promedio 1-3 1.08 Se observaron problemas en la cámara monitor al reducir el voltaje de polarización. La gráfica muestra las pruebas que se hicieron en 3 lugares. El “normal” se hizo en el sitio del fabricante (vendedor) y muestra un buen comportamiento (línea azul). Las mediciones en condiciones de falla se hicieron quitando el fusible y desconectando el diodo D29. Se puso el límite del filamento en 1.48 A (para ‘Falla 1’) Y en 1.46 A (para ´Falla 2’) en Białystok, Y a 1.10 A (para ´Falla 3’) en Świerk. Para cada serie de mediciones, la dosis por UM para los diferente números de UM pre seleccionados en la consola del acelerador se normalizaron con respecto a la dosis para 150 UM. Así, la dosis estimada tiene que escalarse con 1.08

Saturación en la cámara de medición Corrección por recombinación Factor de corrección Dosis por pulso (cGy) 1.3 cGy/pulse ps=1.08 Estas mediciones usando el método de 2 voltajes están verificadas con cálculos teóricos y resultó un factor de corrección de 1.08

Reconstrucción de las condiciones de la falla Se hicieron mediciones con el equipo en las condiciones de la falla: sin fusible y diodo de seguridad Corriente del filamento en 1.46 A Realizadas en diciembre de 2001 Usando tres métodos independientes: Cámara de ionización Dosímetros Alanine Película radiocrómica (GAFchromic)

Mediciones en condición de falla Método de dosimetría Dosis (Gy) para 150 MU Cámara de ionización de placas paralelas (Roos) 127 ± 4 Alanine 122 ± 4 Película radiocrómica 115 ± 3

Reconstrucción de la dosis con muestras de hueso Tres pacientes tuvieron cirugía Se tomaron muestras de hueso Se determinó la dosis por EPR* Incertidumbre: no se sabe si la muestra fue de la parte frontal o distal de las costillas La dosis se estimó en dmax para ambas hipótesis EPR = Electron Paramagnetic Resonance * Dosimetría por resonancia paramagnética de electrones (EPR por sus siglas en Inglés)

Dosis a los pacientes Por medio de EPR Paciente 3 Paciente 4 Muestra en posición frontal 59 ± 7 Gy 64 ± 11 Gy 71 ± 3 Gy Muestra en posición distal 67 ± 8 Gy 84 ± 19 Gy 68 ± 5 Gy Muestra en la cámara de ionización 103 ± 9 Gy 83 ± 9 Gy Dosimetría biológica!

Resultados de la sobre-exposición Siguen varias diapositivas que muestran las consecuencias clínicas de la sobreexposición de cada paciente. Los detalles se pueden consultar en el reporte del accidente del OIEA.

Dosis absorbida en los pacientes 50 Gy Co-60 + 2.5 Gy 8 MeV + ? Paciente 2 48 Gy 8 MeV + ? Paciente 3 25 Gy 8 MeV + ? Paciente 4 42 Gy 8 MeV + ? Paciente 5 5 Gy 8 MeV + ? Una opinión es que sólo uno de estos casos debe mostrarse, por ejemplo el 3, con la imagen de TC que muestra el área necrótica en la caja torácica; o bien, dejar que todo esto sea presentado en la clase de “Aspectos Clínicos”, que es preferible que la dicte un médico. Pacientes listados en orden de severidad y tratamiento en el día del accidente

Paciente 1 Necrosis en el área de la cicatriz quirúrgica previa Dosis: 50 Gy Co-60 + sobredosis (boost) 1×2.5 Gy 8 MeV + accidente

Borde blanco de la lesión Paciente 2 Cicatriz quirúrgica Borde blanco de la lesión Dosis: 48 Gy 8 MeV + ?

Cicatriz , futura necrosis Paciente 3 Dosis: 25 Gy 8 MeV +? Cicatriz , futura necrosis Borde blanco

Paciente 3 – TC de caja torácica Necrotic lesion Lesión necrótica

Cicatriz , futura necrosis Paciente 4 Cicatriz , futura necrosis Dosis: 42 Gy 8 MeV +?

Paciente 5 Dosis: 5 Gy 8 MeV+ ?

Lecciones y recomendaciones

Resumen La falla de un fusible en el suministros de corriente del sistema de monitoreo del haz provocó una tasa de dosis alta, aunque el indicador mostraba un valor menor al normal Simultáneamente, el bloqueo de seguridad falló La corriente del filamento se estableció en un valor alto

Resumen La probabilidad de la doble falla se incrementó porque un bloque de seguridad inoperante pudo pasar inadvertodo hasta que el segundo error apareció Por tanto, el equipo estaba “listo para la segunda falla”

Deben ser tenidos en cuenta por los fabricantes Cumplir con los estándares IEC Revisar las características de seguridad del equipo existente cuando IEC emite un nuevo estándar Dar recomendaciones explícitas al usuario sobre procedimientos en el caso de cortes de energía (pruebas a realizar antes de reanudar la operación) Entrenar a los ingenieros de mantenimiento, incluyendo en las lecciones aprendidas por exposiciones accidentales

Deben ser tenidos en cuenta por los fabricantes y por los responsables del mantenimiento La certificación de los ingenieros de mantenimiento debe establecer restricciones para el manejo o ajuste de ciertas partes críticas en el acelerador, dependiendo del grado de entrenamiento Avisos de advertencia, determinación de límites a la corriente del filamento y otros elementos de seguridad críticos Restringir el acceso a ajustes críticos de seguridad y permitirlo sólo a ingenieros de mantenimiento certificados por el fabricante

Deben ser tenidos en cuenta por los departamentos de radioterapia Chequeos inmediatos: Después de apagones por falla de energía, o De cualquier señalamiento de tasa de dosis o asimetría del haz, o … Procedimientos escritos para asegurar que esta revisión se realiza Si hay un ingeniero de mantenimiento para el acelerador: Tener conciencia de sus limitaciones, de acuerdo al entrenamiento certificado por el fabricante

Resumen de lecciones a ser tenidos en cuenta Reaccione e investigue cuando los pacientes presentan reacciones inusuales El programa de garantía de calidad debe incluir rutinas para revisar el funcionamiento del acelerador luego de una falla de energía eléctrica El equipo debe ser reconstruido o remplazado cuando su tecnología es obsoleta. Esto es en realidad un proceso muy complicado. ¿Quién lo decide y cuándo debe hacerse?

Referencia rpop.iaea.org IAEA: Accidental Overexposure of Radiotherapy Patients in Białystok (2004) rpop.iaea.org