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Unidades de PR- Irradiacion total - yuliana ayala

3ra Jornada de Proteccion Radiologica del Paciente. Lima, 26 de enero 2013. Organizada por la Sociedad Peruana de Radioproteccion

Unidades de PR- Irradiacion total - yuliana ayala

  1. 1. Magnitudes y Unidades de Protección Radiológica Lic. Yuliana Ayala Piñella yayala@crlima.com 3ra. Jornada de Protección Radiológica del Paciente Lima, 26 de enero de 2013.
  2. 2. Objetivo de la Protección RadiológicaPrevenir la aparición de los efectos deterministasReducir la probabilidad de ocurrencia de los efectos estocásticos
  3. 3. Magnitudes y Unidades de Radiación •La Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación (ICRU) desarrolla definiciones formales de cantidades y unidades de radiación y radiactividad que tienen aceptación internacional. •La Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR) también establece normas para la definición y utilización de diversas cantidades y unidades empleadas en seguridad radiológica.
  4. 4. Exposición• La exposición es una magnitud dosimétrica para la radiación electromagnética ionizante, basada en su capacidad para producir ionización en aire. Antes de interaccionar con el paciente (el haz directo) o con el personal (radiación dispersa), los rayos X interaccionan con el aire
  5. 5. Exposición• La exposición es el valor absoluto de la carga total de los iones de un solo signo producidos en aire cuando todos los electrones liberados por los fotones por unidad de masa de aire son completamente parados en aire. ∆Q dQ X = o ∆m dm • La unidad de exposición en el SI es el culombio por kilogramo [C kg-1] Culombio / Kilogramo (C / Kg) = 1 C / Kg = 3876 R La unidad antigua es el Röentgen (R) que es “la cantidad de radiación que produce la unidad electroestática de carga en 1 cm3 de aire en condiciones normales de presión y temperatura”. 5 1 R = 2.58 10-4 C kg-1
  6. 6. Tasa de exposición (X/t)• La tasa de exposición es la exposición producida por unidad de tiempo• La unidad del SI de tasa de exposición es el [C/kg] por segundo o (en unidades antiguas) el [R/s]• En protección radiológica es usual indicar estos valores de tasa “por hora” (p. ej., R/h)
  7. 7. Dosis Absorbida (D)Es el valor esperado de la energía impartida a la materiapor unidad de masa en un punto. Esta es la energiaimpartida por la radiación ionizante a la materia de masa men un volumen finito V; nosotros podemos definir la dosisabsorbida D en un punto P en V como: ∆ε dε D= o ∆m dm La dosis absorbida es una magnitud puntual. Cuando se habla de dosis absorbida en un órgano o tumor nos referimos al valor promedio, y las unidades en la que se expresa son: 1 Gray = 1 Julio / Kilogramo = 1 Gy = 100 rad La unidad antigua es el rad (Radiation Absorbed Dose),
  8. 8. •Tasa de Dosis Absorbida ( D ) • La tasa de Dosis Absorbida es la variación temporal de la dosis absorbida en un punto. • dD D= dt La unidad del SI de tasa de dosis absorbida es el [Gy / s]. Su unidad antigua es [rad/s]En Radioterapia, la tasa de dosis absorbida suelellamarse Rendimiento.
  9. 9. • El efecto biológico sobre un tejido irradiado depende del tipo y energía de la radiación y del tejido y efecto biológico considerado. efectiva (E)
  10. 10. Dosis Equivalente La dosis equivalente HT es la dosis absorbida promediada para un tejido u órgano (y no en un punto) y ponderada respecto de la cualidad de la radiación que interese. Es una magnitud utilizada en seguridad radiológica, de manera que su empleo no es adecuado para medir grandes dosis absorbidas suministradas en un período de tiempo relativamente corto.donde DT,R es la dosis absorbida promediada para todo eltejido u órgano T debida a la radiación R y WR es el factor deponderación radiológica. La dosis equivalente tiene lasunidades de J kg–1. El nombre especial de la unidad dedosis equivalente es el sievert (Sv).
  11. 11. Dosis Equivalente
  12. 12. Dosis EfectivaLa dosis efectiva E es la suma de las dosis equivalentesponderadas en todos los tejidos y órganos del cuerpo. Esuna magnitud utilizada en seguridad radiológica, de manera quesu empleo no es adecuado para medir grandes dosisabsorbidas suministradas en un período de tiemporelativamente corto. Viene dada por:donde WT es la factor de ponderación tisular y HT es la dosisequivalente del tejido T. La dosis efectiva se mide en J kg–1.El nombre especial de la unidad de dosis efectiva es el sievert(Sv).
  13. 13. Dosis Efectiva
  14. 14. Relación entre Exposición y Dosis Absorbida• En aire:• Para otro medio que no sea aire: » El facto f depende del absorbente – Por lo que es costumbre en radioprotección hacer una estimación conservativa de la dosis absorbida a partir de la exposición en roentgen.
  15. 15. Aspectos de Protección Radiológica en Tratamientos deIrradiación de Cuerpo Total (TBI) Lic. Yuliana Ayala Piñella yayala@crlima.com 3ra. Jornada de Protección Radiológica del Paciente Lima, 26 de enero de 2013.
  16. 16. Introducción• Los tres principales objetivos de la Irradiación Corporal Total (TBI) son: – Inmunodepresión para impedir el rechazo del transplante de médula ósea. – Erradicación de células malignas (leucemia, linfomas y algunos tumores sólidos). – Erradicación de poblaciones celulares con alteraciones genéticas.
  17. 17. Objetivo• Cuantificación de los parámetros dosimétricos del sistema en el tratamiento del TBI: – Aspectos dosimétricos para ver homogeneidad en la distribución de dosis. – Determinación in vivo de la dosis y tasa de dosis.• También se considerará los aspectos de protección radiológica ocupacional y PR del público. Justificación, Optimización y Limitación de dosis
  18. 18. Capitulo I.Fundamento Teórico• Para la realización de este trabajo es necesario tener en consideración los aspectos físicos y básicos utilizados para radioterapia.• Así los cálculos de dosis estarán en función de tres parámetros básicos del haz: – Output factors o factor de campo “Fc”. – Porcentaje de dosis en profundidad (PDD) – Perfil de dosis.
  19. 19. Capitulo I.Fundamento Teórico • Factor de salida (OF) • Porcentaje de dosis en profundidad (PDD) • Razón tejido-phamtom (TPR) • Perfil de dosis • Protocolo de calibración Protocolo TRS Nº 277 [AIEA, 1997] • Calculo de las Unidades Monitor (UM) para la entrega de dosis con un solo haz externo [2,7]
  20. 20. Capitulo II.Caso Práctico2.1 Medición de los parámetros dosimétricos del sistema en el Tratamiento de Irradiación de Cuerpo Total (TBI).2.2 Calculo de la dosis in vivo y tasa de dosis para TBI.2.3 Protección Radiológica Ocupacional y del publico. Medida de Tasa de Exposición en puntos críticos.
  21. 21. 2.1Medición de los parámetros dosimétricosdel sistema en el Tratamiento deIrradiación de Cuerpo Total (TBI).Equipo utilizadoLos equipos utilizados para medir los parámetrosdosimétricos del sistema en el tratamiento del TBI son:• Acelerador Lineal: marca Varian, modelo Clinac 600C, del Centro de Radioterapia de Lima.• Cámara de ionización: PTW MODELO N31003, SERIE 2018• Electrómetro MODELO CNMC, SERIE Nro. 5046• Barómetro: Casio modelo Se Pathfinder SPF-60• Termómetro• Fantomas de paredes de acrílico de 40cmx40cmx40cm con soporte de cámara desplazable.• Cable de extensión CNMC de 10m
  22. 22. 2.1Mediciones Experimentales“A Protocol for the Determination of Absorbed Dose from High-Energy Photon and Electrón Beams” report Nro. 21 Radiation Therapy Committe American Association of Physicists in Medicine.• Distribución de Dosis en Profundidad (PDD) a una distancia de SSD de 3.49 metros con un campo nominal de 39x39 a 100cm que equivale a 136cm x136cm a la distancia SSD de tratamiento. El colimador con un ángulo de 240 grados a fin de obtener un campo longitudinal máximo de 1.92 metros.• Distribución longitudinal de Dosis en Dmax o Perfiles de Dosis• Factores de Campo a 3.49m.• Influencia de la Longitud de Cable irradiado• Determinación del TPR(20,10)• Dosimetría Absoluta utilizando Protocolo AAPM task group 21• Dosimetría Absoluta utilizando Protocolo 277 IAEA
  23. 23. Distribución de Dosisen Profundidad (PDD) paraTBI Porcentaje de Dosis en profundidad en posición de TBI
  24. 24. PERFIL DE DOSIS para TBIPerfil de dosis a 10cm de profundidad. Se ha graficado el barrido del lado izquierdo.
  25. 25. FACTORES DE CAMPOpara TBI Factores de Campo
  26. 26. INFLUENCIA DELCABLE IRRADIADO para TBI Influencia de la longitud del cable irradiado. Para campos extendidos la longitud del cable irradiado es mayor,el siguiente gráfico permite cuantificar la variación, que será proporcional a la longitud irradiada .
  27. 27. 2.2CALCULO DE LA DOSIS IN VIVOY TASA DE DOSIS PARA TBI EQUIPOS UTILIZADOS: – Acelerador Lineal: marca Varian, modelo Clinac 600C, del Centro de Radioterapia de Lima. – Cámara de ionización: PTW MODELO N31003, SERIE 2018 – Electrómetro MODELO CNMC, SERIE Nro. 5046 – Cable de extensión CNMC de 10m – Barómetro: Casio modelo Se Pathfinder SPF-60 – Termómetro – Paralelepípedo de acrílico de 12mm de pared y de dimensiones regulables como para un adulto. – Protector de Cerroben de 3cmx 7cm x14cm
  28. 28. 2.2 PROCEDIMIENTO• En el tratamiento del TBI, la irradiación se hará en forma bilateral, con el haz dirigido perpendicularmente a cada lado del paciente a una distancia SSD = 3.49m Fig. 1 TBI. Haz dirigido perpendicularmente a cada lado del paciente.
  29. 29. 2.2 PROCEDIMIENTOFig. 2 Localización del paciente en el fantoma para Fig. 3 Homogenización del volumen para tratamiento de TBI. tratamiento de TBI.
  30. 30. 2.2 TBI Fig. 4 Colocación de la cámara de ionización
  31. 31. 2.2 TBI Fig. 5 Paciente de TBI listo para ser irradiado
  32. 32. 2.2 TBI Se le coloca la cámara de ionización y se le conecta a este el electrómetro, se obtiene medidas en unidades de carga, las cuales serán convertidas posteriormente a dosis y tasa de dosis con la ayuda del programa de calculo de dosis in vivo para TBI y reporte de calibración respectivo De acuerdo con lo sugerido por la AAPM la tasa de dosis para TBI no debe superar los 10cGy/min, de tal forma que tenemos que estar pendiente que esto se cumpla, siFig. 6 Sistema para medición de dosimetría in vivo. no fuese el caso y la tasa de dosis llegar a superar los 10cGy/min se indica bajar inmediatamente la tasa de dosis de exposición del equipo, hasta que se normalice la situación.
  33. 33. Fecha Sesión Lado Tiempo Dosis Tasa Dosis min cGy cGy/min Acumulada(cGy)Síntesis de la Dosimetría In Vivo del Tratamiento Lat-der 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Mañana 22-09-04 Lat-Izq 0 0.00 #¡DIV/0! - Lat-Izq. 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Tarde Lat-Der 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Lat-Der 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Mañana 26-08-04 Lat-Izq 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Lat-Der 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Tarde Lat. Izq. 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Lat.Der 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Mañana 27-08-04 Lat-Izq 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Lt-Izq 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 Tarde Lat-Der 0 0.00 #¡DIV/0! 0.00 TOTAL 0 0.00 #¡DIV/0! 0
  34. 34. 2.2 Compensacióntoráxica en TBI Fig. 7 Radiografía para diseño de protecciones pulmonares Fig. 8 Protecciones pulmonaresDe acuerdo por lo sugerido por la AAPM es necesario proteger los pulmonesde tal forma que la dosis que estos reciban no supere los 8Gy, evitando losaltos grados de toxicidad pulmonar.
  35. 35. 2.2 Compensacióntoráxica en TBI Fig. 9 Compensación de la banda pulmonar con las protecciones. La compensación de la banda pulmonar (Fig. 9) se realizará a una distancia de SSD de 1.2m que es la misma que se utiliza para la toma de radiografías pulmonares.
  36. 36. 2.3Protección RadiológicaOcupacional y del Público• Zonas en un ambiente de radioterapia: – Bunker, lugar donde se encuentra el acelerador, área controlada (Fig. 10) – Los demás ambientes pueden ser considerados Fig. 10 puerta con rotulo de área controlada área supervisada.
  37. 37. 2.3Protección RadiológicaOcupacional y del Público • Para la protección operacional y del público, se debe realizar un control operacional periódico de los niveles de radiación en la instalación con un monitor de radiación externa apropiado, el mismo que debe estar correctamente operativo y calibrado. • El personal que se desempeña en la práctica de teleterapia, el cual cuenta con licencia individual, debe utilizar dosimetría personal obligatoria, a través de un servicio autorizado por la Autoridad Nacional
  38. 38. 2.3.1Determinación Experimentalde la Tasa de Exposiciónen puntos críticos1 EQUIPOS UTILIZADOS• Unidad: Acelerador Lineal de fotones. Modelo Clinac 600c• Equipo de Medición: Monitor de Radiaciones, Tipo Geiger Muller, Marca: S.E. International, Modelo: Inspector, Serie: 114592 CONDICIONES DE MEDICION• Campo Máximo= 38x37cm• UM=100
  39. 39. 2.3.1Puntos Críticos 4 2 1 3 5 6 7 Fig.11. Localización de los Puntos Críticos
  40. 40. 2.3.1Medidas de Fondo • El fondo dentro del bunker es de 0.088mR/hr. • Se tomo la medida de fondo para los puntos 4, 6 y 7, para los cuales la lectura es de 0.009, 0.014 y 0.015 mR/hr, respectivamente.
  41. 41. 2.3.1Medidas en puntos críticos . PUNTOS X (mR / hr ) SEGUN POSICION DEL GANTRYCRITICOS(Fig. 11) 0 90 180 270 1 0.038 0.107 0.057 0.055 2 0.030 0.084 0.025 0.031 3 0.013 0.029 0.019 0.027 4 0.020 0.034 0.312 0.015 5 0.046 0.116 0.04 0.042 6 0.015 0.029 0.015 0.029 7 0.024 0.040 0.015 0.016
  42. 42. 2.3.2REPORTE DE DOSIMETRIADEL PERSONAL Fig. 12 reporte de Dosimetría del Personal del Centro de Radioterapia de Lima
  43. 43. CAPITULO III.-CONCLUSIONES
  44. 44. CONCLUSIONES• Bajo los aspectos físicos analizados previamente a la irradiación del paciente y bajo la dosimetría in vivo obtenida durante la irradiación, se puede concluir que la técnica descrita y empleada para Irradiación de cuerpo Total (TBI) cumple perfectamente con los principios de protección radiológica, como son de justificación, optimización, necesarios para garantizar al paciente un buen tratamiento.
  45. 45. CONCLUSIONES• Con las medidas de tasas de exposición en puntos críticos se llego a tener un control en lo que respecta al cumplimiento de limitación de dosis dadas por el Reglamento de Seguridad Radiológica, para el personal expuesto como para el público.
  46. 46. CONCLUSIONES• Por otro lado, en el reporte de dosimetría del personal se puede corroborar que la dosis que reciben los trabajadores están muy por debajo de los límites permisible.
  47. 47. BIBLIOGRAFÍA• [1] COMISIÓN INTERNACIONAL DE UNIDADES Y MEDIDAS RADIOLÓGICAS, Radiation Quantities and Units , ICRU Rep 33, Publicaciones ICRU, Bethesda, MD, 1980• [2] DETERMINACIÓN DE LA DOSIS ABSORBIDA EN HACES DE FOTONES Y ELECTRONES, Código de Prácticas Internacional, Colección de Informes Técnicos N° 277.• [3] BRAHME, A. SVENSSON, H. Radiation beam characteristies of a 22 MeV macrotron. Acta Radiol.. Oncol. 18 (1979) 244• [4]RAWLINSON, J.A., JOHNS, H.E. Percentage depth dose for high energyX rays beams in radiotherapy. Am. J. Roentgenol. 118 (1973) 919• [5] AMERICAN ASSOCIATION OF PHYSICISTS IN MEDICINE. Code of practice of X-ray therapy linear accelerators, Med Phys 2 (1975)110; A protocol for the determination of absorbed dose from high-energy photon and electron beams . Med Phys. 10 (1983)741.• [6]COMISION INTERNACIONAL DE UNIDADES Y MEDIDAS RADIOLÓGICAS, Determination of Absorbed Dose in a Patient Irradiated by Beams of X- Gamma Rays in Radiotherapy Procedures, ICRU Rep 24. Publicaiones ICRU MD (1976)• [7] FAIZ M. KHAN, Ph.D. The Physics of Radiation Therapy, Second Edition• [8] A. TANARRO SANZ, Instrumentación Nuclear. 28(1970)• [9] AAPM REPORT No 17: The Physical Aspects of the Total and Half Body P Irradiation• [10] AAPM Task Group 21: A Protocol for the Determination of Absorbed Dose from High – Energy Photon and Electron Beams• [11]Scaff (1987), Podorska (2003), Williams (2000).
  48. 48. yayala@crlima.com
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