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Protección Radiológica en el Diseño de

Instalaciones de Radiodiagnóstico

MSc TM Daniel Castro AcuñaFísico Médico – Unidad de Radioprotección

Hospital Clínico U de Chile

Un poco de historia…

• Antes de 1895.

• Total desconocimiento de laexistencia de la radiaciónionizante.

BERGSUCHT

Radiat Prot Dosimetry (1996) 68(1-2): 83-95


• Entre 1895 y 1914 se realizaronimportantes descubrimientosque nos dieron cuenta de suexistencia y potencialidades.

kV

Ec

Cátodo Blanco

Tubo

Calor

Rayos X

Espectro Electromagnético


Anna Bertha Roentgen22 de diciembre de 1985


• Entre 1915 y 1939.

• Algunos avisos publicitarios tenían slogandel estilo:

La radiactividad te hará sentir más sano

• Se acordó la creación de la primera entidad internacional preocupada de laradiación ionizante.

International X-Ray Unit Committee

• Actualmente:– Internactional Commission on Radiation Units & Measurements ICRU .

• Realizado en Estocolmo en 1928.

International X-ray & Radium Protection Committe

• Actualmente:– International Commission on Radiological Protection ICRP.

Primeras Recomendaciones

– Limitar las horas de trabajo y prolongar vacaciones.

– Utilización de barreras y seguridad en las instalaciones.

– Protección en el uso de Radio por blindaje y manipulación a distancia.

Sistema de Protección Radiológica

• Objetivo primario:

– Lograr un apropiado nivel de protección paralas personas y el entorno contra los riesgosasociados a la exposición a radiacionesionizantes, sin limitar en exceso las accioneshumanas relacionadas con ella.

Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection


• ¿Quiénes proteger?

– Al personal del departamento de rayos X (POE).– A los pacientes (cuando no están siendo explorados).– A los visitantes y al público.– A personas que trabajan en áreas adyacentes o próximas a la

instalación de rayos X.

Tipos de Exposición

Exposición Médica• Exposición de personas como parte de su diagnóstico otratamiento.

Exposición Ocupacional• Exposición debida al trabajo, y principalmente comoresultado de él.

Exposición Pública• Cualquier otro tipo de exposición.



Optimización

Limitación

Justificación

PrincipiosFundamentales



Tiempo Distancia Blindaje

MÉTODOS


Normas Básicas de Seguridad N°115 - OIEA

¿Cómo diseño una instalación de radiodiagnóstico?

• Distintas Metodologías:

– AAPM.American Association of Physics in Medicine

– BIR/IPEM.The British Institute of Radiology /Institute of Physics and Engineering in Medicine

– NCRP.National Council on Radiological Protection

Consideraciones de DiseñoTipo de Equipo de Rayos X

Ubicación

Dirección Haz Primario (o solo Radiación Dispersa)

Uso (carga de trabajo)

Ubicación del Operador

Áreas adyacentes (vecinas)

Cantidad de Tubos / Receptores de Imagen

Instalación de Radiodiagnóstico

• Puede albergar distintos equipos:

– Equipo de rayos X convencional.– Tomógrafo Computado.– Intervencional (fluoroscopía –angiografía).– Mamógrafo.– Densitometría Ósea.– Dental.– Equipos móviles.

Marco Legal

Ley N° 18302 (1984) y Ley N°19825 (2003)

Decreto Ley N°3 (1985)Protección

Radiológica

Decreto Ley N°133 (1984)

Autorizaciones

CCHEN

1° Categoría

SERVICIOS DE SALUD

2° Categoría 3° Categoría

Decreto Ley N°12 (1985)Transporte

Ley Nº18.730 (1988)

Instalación de Radiodiagnóstico• Segunda Categoría :

(Título III, Art. 7)

– Laboratorios de baja radiotoxicidad, rayos Xpara diagnóstico médico o dental, radioterapiay roentgenterapia superficial.

• Requisitos para el otorgamiento deautorización de operación:(Título III, Art. 7)

– Manual de operación y mantenimiento desistemas y equipos.

– Informe de funcionamiento y seguridadradiológica favorable de la autoridad sanitaria.

PACIENTE

RADIACIÓN DE FUGA

HAZ PRIMARIO

RADIACIÓN DISPERSA

Barrera Primaria• Radiación Primaria (haz directo)

Barrera Secundaria• Radiación Secundaria (dispersada por paciente)• Radiación de Fuga (carcasa del tubo)

NCRP. Report N° 147

NCRP. Report N°147

Dirección Haz Primario

• Los soportes verticales porta-chasis (Estativos) NO se colocarán en:

– Zonas del puesto de control.– Muros de las salas de revelado o cámaras oscuras o lugares de almacenamiento de

películas.– La inmediata proximidad de las puertas.

Límites de Dosis Anuales

• Publicación 103, de 2007. ICRP“The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection”

Límites de Dosis Anuales

• Dto. N°3, de 1985. Minsal“Reglamento de protección radiológica de instalaciones radiactivas”

• Artículo 12º.- Los límites de dosis (LD) para trabajadoresexpuestos a radiaciones ionizantes serán las siguientes:

50 mSv

Clasificación de Áreas

• Controlada.– Exposición del personal que trabaja

con radiación está bajo supervisión yel acceso a ellas está controlado.

• No controlada (Supervisada ).– Exposición de trabajadores y

miembros del público.

Zona

sup

ervi

sada

Zona controlada

Zona controlada

Zona supervisada

SALA ESPERA

TrabajadorOcupacionalmente

ExpuestoPúblico


Ley de Atenuación Exponencial

• Es válida para haces de radiación monoenergéticos.• Los equipos de rayos X entregan haces compuestos por fotones de diversas

energías (polienergéticos).

Factor de Transmisión (B)

• K(0):Intensidad del haz de radiaciónsin presencia de atenuador.

• K(x):Intensidad del haz radiacióndespués de un material deespesor x.

x←→

detectortubo rayos X

K(0)

K(x)

¿CUÁLES SON LOS PARÁMETROS PARA EL DISEÑO?

Tópicos a considerar

1. La cantidad de radiación producida por la fuente.

2. La distancia entre la persona expuesta y la fuente de radiación.

3. La cantidad de tiempo que un individuo permanece en el áreairradiada.

4. La cantidad de blindaje de protección entre el individuo y la fuentede radiación.

P/T

Factor Uso (U)

Distancia (dp)

Carga de Trabajo

(W)

Transmisión(Bx)

Objetivo de Diseño (P)

• La Dosis Efectiva (mSv) no es un parámetro medibledirectamente.

• Debe ser calculado a partir de otros parámetros que sisean medibles:

– Exposición (X) → Ionización (cargas) en aire.

– Kerma (K) → Energía transferida en aire.

• Ambas pueden ser medidas mediante cámara deionización, dependiendo su calibración.


• NCRP → Kerma durante una semana de trabajo (40 horas).

• Es distintivo para áreas controlada y no controlada.

– Área controlada (POE): 0,1 mGy/semana.

– Área no controlada (público): 0,02 mGy/semana.

Zona

sup

ervi

sada

Zona controlada

Zona controlada

Zona supervisada


• En Chile → Tasa de Exposición (mR/h).

– No está explicitado en nuestra legislación– Toma como referencia el límite de dosis anual para el POE (50 mSv).– En la norma N° 115 de 1975 (CCHEN y Servicio Nacional de Salud) se considera que el

público debe recibir no más de 1/10 del límite para el POE.

• De acuerdo a esto:

– Área controlada (POE): 50 mSv → 2,5 mR/h → 1 mGy/semana.– Áreas no controlada (Público): 5 mSv → 0,25 mR/h → 0,1 mGy/semana.

Factor de Ocupación (T)

• Se considera para un área en particular.

• Fracción promedio de tiempo en que unindividuo recibe la máxima exposición mientrasse está emitiendo rayos X.

• Utilización es aleatoria durante una semana

• T es la fracción de horas de trabajo en lasemana que una persona podría ocupar el áreaen cuestión, promediado durante un año.

NCRP. Report N°147

Distancia al Área Ocupada (dp)

• Se estima como la distancia más cercana a la fuente a la cual se puedenconsiderar los órganos sensibles de una persona después de un barrera.

(15 cm ARCAL XLIX)

De Simpkin 2002. Publicado en Health Phys. 88(6):579 –586; 2005

Factor de Uso (U)

• Fracción de la carga de trabajo en que el haz primario es dirigido hacia unabarrera primaria.

• Depende del tipo de instalación y la barrera considerada.

Carga de Trabajo (W)

Kp ∞ W

1 m

W: mA*min

Kp: mGy

1 m

1 m

Ksec: mGy

W: mA*min

↑ W ↑ K

Se define como el tiempo en que el tubo de rayos X está en funcionamiento

N° atención de pacientes (N)

• El número de pacientes que se espera atenderpor semana nos permite estimar la carga totalde un equipo.

• Pero más importante que ello es la distribuciónde W con respecto al kVp que se utiliza en eseequipo.


Transmisión Requerida

• Barrera Primaria.

• Barrera Secundaria

¿Cómo transfiero el valor de B a un espesor de material?

• A través de curvas de transmisión versus voltaje de tubo utilizado oinstalación a diseñar.

Haz Primario

Haz Disperso

¿Cómo transfiero el valor de B a un espesor de material?

• Archer et al (1983) propuso un método que permite calcular el espesornecesario de un material para obtener un cierto valor de B para undeterminado kVp.

• Los parámetros α, β, γ constituyen los factores de ajuste para la curva detransmisión vs espesor para cada valor de kVp.

Materiales para Blindaje

• Plomo (11490 Kg/m3).• Concreto (2200 Kg/m3).• Sulfato de Bario (1300 Kg/m3).• Vidrio Plomado.

K762 KNAUF SAFEBOARD®

Brochure K762 Knauf Safeboard®

Control de producción con el scanner de rayos X GreCon

Bario vs Plomo

0

5

10

15

20

25

30

0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20

μ/ρ

(cm

-2/g

)

Energía (MeV)

Coeficiente de Atenuación Másico vs Energía Bario vs Plomo

PlomoBario

Z: 56ρ: 3,5 g/cm3

Z: 82ρ: 11,34 gr/cm3

Bario Plomo

National Institute of Standars and Technologyhttp://www.nist.gov/index.html

Estudio Tabique 3 placas K762

1,15 m0,30 m

0,25 m

0,30 - 0,15 m

Tubo Rayos XEstativo

dp = 1,85 – 2 m

Área Supervisada

Haz Primario

Tabique

Estudio Tabique 3 placas K762

• Parámetros de diseño:

– P: 0,02 mGy/sem (1 mSv/año) → Área supervisada– dp: 1,85 – 2 m.– K1

p: Sala de radiología general (2,3 mGy/paciente).– U: 1 → Barrera primaria permanentemente en uso.– T: 1 → Siempre presente 40 hrs/semana.– N: 3 flujos (bajo-medio-alto) 50-100-150 /semana.

P T dp K1p U N kVp Bx Equiv. Pb

(mm) Equiv.

Placas K762* 0,02 1 1,85 2,3 1 50 90 5,95 x 10-4 1,60 3 0,02 1 2 2,3 1 50 90 6,96 x 10-4 1,55 3 0,02 1 1,85 2,3 1 100 90 2,98 x 10-4 1,82 3 0,02 1 2 2,3 1 100 90 3,48 x 10-4 1,77 3 0,02 1 1,85 2,3 1 150 90 1,98 x 10-4 1,95 3 0,02 1 2 2,3 1 150 90 2,32 x 10-4 1,90 3

¿Como medir?

• ARCAL XLIXPrueba N° 1: Levantamiento Radiométrico

PLANTA DE SALA DE RADIOLOGÍA N° 1CENTRO DE IMAGENOLOGÍAHOSPITAL CLÍNICO UNIVERSIDAD DE CHILE

Equipo Rayos X

• Especificaciones:

– Tubo de rayos-X: OPTI 150/30/50 HC-100.– Marca: Siemens.– Rango voltaje nominal: 40 - 150 kVp.– Rango mAs: 0,5 – 500.– Tamaños de foco 0,6 / 1mm.– Filtración total: ≥ 2,5mm Al. – Generador Alta Frecuencia: POLYDOROS LX 30/50 Lite.

Posición Distancia (m)

Factor Transmisión Bx

Equiv. Plomo (mm) Diferencia %

Centro haz 1,84 4,75E-05 2,12 - 30cm derecha 1,84 4,52E-05 2,13 0,83% 30cm izquierda 1,84 4,79E-05 2,11 0,47% 30cm arriba 1,84 3,58E-05 2,20 3,77% 30cm abajo 1,84 3,66E-05 2,19 3,30% Unión placas 1,84 5,76E-05 2,06 2,83% Inserción tornillo 1,84 3,84E-05 2,18 2,83% Centro haz 1,99 4,89E-05 2,11 0,47%

30 cm

← Campo de RadiaciónInserción Tornillo →

Unión Placas →

85 kVp real

2,15 mm

Público < 0,02 mGy/semPOE < 0,1 mGy/sem

Público < 1 mSv/añoPOE < 20 mSv/año

Resultados de Kerma en aire semanal y Dosis Efectiva anual

Referencia Obra

ACHS CURICÓ, 2009

Para terminar…

• Diseño de una instalación de radiodiagnóstico →→ OPTIMIZAR

• Participación profesionales especializados en un trabajo multidisciplinario.

• Necesario MARCO REGULATORIO en Chile:– Construcción de instalaciones.– Materiales utilizados.

Contacto:[email protected]

9788735 – 9788412www.redclinica.cl

Departamento Técnico Knauf:[email protected]

5849415 – 5849400www.knauf.cl

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