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DISEÑO DE UNA INSTALACIÓN PET/CT CONSIDERANDO
EL CÁLCULO DE BLINDAJE SEGÚN AAPM TG – 108
Vanessa Yuliana Guevara Rojasa, Nicolás Romero Carlos
a, Mariella Berrocal Tito
b
aEmpresa QC DOSE S.A.C.
Dirección: Av. Tomás Marsano N° 1915, Surquillo – Lima 34, Perú
Correo: [email protected]
bUniversidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú.
Dirección: Calle Germán Amézaga N° 375 - Edificio Jorge Basadre, Ciudad Universitaria, Lima 1,
Perú.
Correo: [email protected]
Resumen
Una Instalación PET/CT (Positron Emission Tomography – Computed Tomography)
puede requerir barreras de protección en piso, techo y paredes, debido a que el paciente
se vuelve una fuente radiactiva que emite fotones de 0.511 MeV de energía, luego que
se le ha administrado un radiofármaco, usualmente F-18 Fluorodesoxiglucosa(F-18
FDG). El presente trabajo tiene como objetivo proponer el diseño de una instalación
PET/CT, teniendo en cuenta las consideraciones técnicas y de radioprotección aplicadas
a nivel internacional, y asimismo, desarrollar el blindaje necesario para ese tipo de
instalación aplicando la publicación de la American Association of Physicists in
Medicine, Task Group Report 108 (AAPM TG – 108). Se elaboró una hoja de cálculo de
blindaje en el programa Excel tomando como referencia las recomendaciones de la
AAPM TG – 108, para determinar el blindaje requerido por las paredes, piso y techo.
Para la fijación de los niveles de radiación en el cálculo del blindaje se ha considerado
las restricciones existentes para el personal ocupacionalmente expuesto (100
µSv/semana) así como del público en general (20 µSv/semana). El radiofármaco
tomado como referencia para hacer el cálculo de blindaje fue el F-18 FDG. Con la
ayuda de un plano de arquitectura se determinó las distancias desde las posibles fuentes
de radiación de la Instalación (sala de captación y la sala de adquisición de imágenes)
hasta los puntos de interés alrededor de las mismas. Finalmente se calcularon los
espesores de las barreras de protección en plomo y concreto necesarias para alcanzar los
niveles de radiación establecidos y estos resultados se almacenaron en una tabla. En este
trabajo se muestra que los aspectos técnicos considerados en el diseño de la instalación
y en la distribución de los ambientes permiten mejorar los procedimientos de trabajo
dentro de la instalación PET/CT, trayendo como consecuencia una reducción de los
niveles de dosis para las personas en general.
Palabras clave: PET/CT, Radiotrazador F-18 FDG, Sala de imagen, Sala de captación,
Cuarto Caliente, Barreras de Protección, Límite de Dosis Semanal, Áreas Controladas,
Áreas No Controladas, Transfers.
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1. INTRODUCCÓN
En este trabajo, se mencionará cómo se desarrolló la distribución y diseño de las salas, y finalmente
el cálculo de blindaje requerido, según las recomendaciones y metodología establecida por la
publicación AAPM TG – 108.
1.1 Fundamento Teórico:
A continuación se mencionará con qué ecuaciones, se realizó el cálculo de blindaje
para las salas dentro de una instalación PET/CT:
Sala de captación
- Primero, se debe mencionar que el radiotrazador, considerado en todos los cálculos de
blindaje es:
Radiotrazador : 18F-2-flúor-2-desoxi-D-glucosa (FDG)
Periodo de semidesintegración : 110 minutos.
- Luego debemos determinar el Factor de Transmisión, con la siguiente ecuación:
Carga de trabajo : ( número de pacientes por semana).
Actividad inicial del paciente : ( MBq )
Tiempo del paciente en la sala : ( h )
Factor de reducción :
Tasa de dosis del paciente :
- Luego, buscamos en la Figura N° 01, qué espesores de concreto o plomo, corresponde
el Factor de Transmisión calculado.
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FIGURA N° 01: Factores de Transmisión, calculado para 511 keV, para plomo,
concreto y acero.
Sala de imagen.
- El Factor de Transmisión, se determina con la siguiente ecuación:
Carga de trabajo : ( número de pacientes por semana).
Actividad inicial del paciente : ( MBq )
Tiempo del paciente en la sala : ( h )
Factor de reducción de dosis en la sala de imagen:
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Tasa de dosis del paciente :
Factor de decaimiento del Flúor-18 en la sala de captación: ( uSv )
- Luego, buscamos en la Figura N° 01, qué espesores de concreto o plomo, corresponde
el Factor de Transmisión calculado
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Materiales
Publicación AAPM TG – 108.
Software Microsoft Excel
Software Microsoft Visio
2.2 Método
La metodología empleada para el desarrollo de este trabajo fue el siguiente:
2.2.1. Determinación del número de ambientes:
Teniendo como referencia lo establecido por Norma Técnica IR.002.2012
“Requisitos de Protección Radiológica y Seguridad en Medicina Nuclear”, el
número de ambientes que se han considerado son:
- 01 consultorio.
- 02 salas de captación del paciente.
- 01 baños para pacientes con sustancia radiactiva.
- 01 cuarto caliente.
- 01 almacén de aseo.
- 01 sala de imagen para el equipo PET/CT
- 01 sala de comando.
- 01 baño para el personal.
2.2.2. Dimensiones del equipo PET/CT y mobiliario.
Para poder diseñar la instalación, se tomó en cuenta las dimensiones de:
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- El equipo PET/CT.
FIGURA N° 02: Dimensiones del Equipo PET/CT
2.0
0m
EQUIPO
PET - CT
0.7m
2.35m
2.0
5m
- Contenedor de plomo.
FIGURA N° 03: Dimensiones del contenedor de plomo, en pulgadas
- Cama.
FIGURA N° 04: Dimensiones de las camas, para pacientes.
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2,0
0m
1,20m - Cajas de vidrio plomado - Transfers:
FIGURA N° 05: Cajas de vidrio plomado - Transfers.
2.2.3. Diseño y distribución de los ambientes:
Para el diseño y distribución de ambientes se ha tomado como referencia las
recomendaciones dadas por Nuclear Medicine Resource Manual – IAEA. El
diseño y distribución de las salas de la Instalación PET/CT, se desarrolló
siguiendo los siguientes criterios:
- Las salas de la instalación se han organizado de tal manera que las salas con
mayores niveles de tasa de dosis (sala de imagen, sala de captación y cuarto
caliente) estén cerca al límite del hospital (área libre) y que las salas con
menores niveles de tasa de dosis (consultorio, baño de paciente) estén próximos
a las áreas donde se encuentra público en general.
- Las dimensiones de las salas, se determinaron considerando las dimensiones del
equipo PET/CT (para la sala de imagen), el contenedor de plomo (para el cuarto
caliente), camas (para la sala de captación).
- Se consideró importante que en la Instalación PET/CT, existan dos corredores,
con la finalidad que uno de los corredores sea de acceso exclusivo para los
pacientes y que el otro corredor sea para el personal de trabajo.
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- El cuarto caliente y la sala de captación del paciente están separados del
ambiente donde se encuentra el equipo PET/CT (sala de imagen), porque
pueden aumentar la radiación de fondo y esto al mismo tiempo alterar las
lecturas del equipo PET/CT debido a su sensibilidad.
- Se ha considerado el uso de unas cajas de vidrio plomado de 30 cm x 30 cm
(Transfers) que serán adheridas a las paredes tal y como se muestra en la Figura
N° 08, esto permite que el operador almacene el radiotrazador en esta caja y sea
recogido por la persona encargada de administrar el radiotrazador al paciente en
los cuartos de captación, evitando que el operador tenga que transportarlo.
- Finalmente con la ayuda del software Microsoft Visio, se elaboró el diseño de
la instalación PET/CT, cumpliendo con los criterios antes mencionados.
2.2.4. Procedimiento de atención al paciente:
Se debe establecer el procedimiento de atención al paciente, puesto que esta
información es de suma importancia al momento de hacer los cálculos de
blindaje.
En esta instalación se realizarán exámenes diagnósticos usando el
radiotrazador: 18 F-2-flúor-2-desoxi-D-glucosa (FDG), con el siguiente
procedimiento:
FIGURA N° 06: Procedimiento de atención al paciente
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2.2.5. Determinación de las distancias desde las fuentes de radiación hasta las
barreras de protección:
Con el diseño de la sala ya establecido, se procedió a determinar las distancias
desde las posibles fuentes de radiación de la Instalación (sala de captación y la
sala de adquisición de imágenes, baño de pacientes, cuarto caliente) hasta los
puntos de interés alrededor de las mismas.
Para ser más específicos, mencionamos que, las distancias consideradas para el
cálculo de blindaje fueron medidas desde el centro del paciente hasta la pared
que se desea blindar, ver Figura Nº 09.
Para realizar los cálculos de blindaje para el piso y el techo se han considerado
las distancias mostradas en la Figura N° 09.
2.2.6. Nomenclatura de las barreras de protección:
Se estableció una nomenclatura para: las paredes, piso, techo, visor, transfers,
puertas, mediante la cual se les identificó en el diseño de la instalación PET/CT
y en las hoja de cálculo (Ver Figura N° 10).
2.2.7. Límite de dosis semanal:
Siendo un poco estrictos, se consideró conveniente que sea 20 uSv/semana
(1 mSv/año), tanto para áreas controladas como para áreas no controladas.
2.2.8. Cálculo de blindaje:
- Con la ayuda del programa Microsoft Excel, se elaboró una hoja de cálculo,
considerando la metodología de cálculo establecida en la publicación AAPM
TG – 108.
- El cálculo de blindaje se desarrolló, bajo las siguientes asunciones:
Sala de captación, cuarto caliente, transfers, baño para pacientes, piso,
techo y puertas
Radiotrazador : 18F-2-flúor-2-desoxi-D-glucosa (FDG)
Periodo de semidesintegración : 110 minutos.
Carga de trabajo : 40 pacientes por semana.
Actividad inicial del paciente : 555 MBq
Tiempo del paciente en la sala : 1 hora
Factor de reducción : 0.83
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Tasa de dosis del paciente :
Sala de imagen, visor y puertas
Radiotrazador : 18F-2-flúor-2-desoxi-D-glucosa (FDG)
Periodo de semidesintegración : 110 minutos.
Carga de trabajo : 40 pacientes por semana.
Actividad inicial del paciente : 555 MBq
Tiempo del paciente en la sala : 0.5 hora
Factor de reducción : 0.91
Tasa de dosis del paciente :
Factor de decaimiento del Flúor-18 en la sala de captación ( uSv ): 0.68
- Finalmente, con la ayuda de la hoja de cálculo elaborada, se obtuvieron los
espesores de las barreras de protección en plomo y concreto necesarias para
alcanzar los niveles de radiación establecidos y estos resultados se almacenaron
en una tabla.
3. RESULTADOS
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FIGURA N° 07: DIMENSIONES DE LA INSTALACIÓN PET/CT
16.73m
1.50m2.1m
6.57m
5.89m
1.4
1m
3.0
m
2.3m
2.7
5m
1.4
m
2.30m 2.30m
8.5
4m
1.76m
1.35m
2.6
0m
15.61m
2.4m
7.4
1m
1 m
1.3 m
1 m
2 m
1 m
0.8 m
0.8 m
1.5
m
1 m
1 m1.3 m
FIGURA N° 08: DISEÑO Y DISTRIBUCIÓN DE LA INSTALACIÓN PET/CT
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CONSULTORIOS
CO
RR
ED
OR
CO
RR
ED
OR
OFICINAS
OFICINAS
CONSULTORIOS
LÍM
ITE
DE
L H
OS
PIT
AL
– Á
RE
A L
IBR
E
CORREDOR TÉCNICO
CORREDOR PARA PACIENTES
SALA DE IMAGEN
PET - CT
SALA DE COMANDO
BAÑO
EQUIPO
PET - CT
AL
MA
CÉ
N D
E
AS
EO
SA
LA
DE
CA
PT
AC
IÓN
N°
01
SA
LA
DE
CA
PT
AC
IÓN
N°
02
CU
AR
TO
CA
LIE
NT
E
BA
ÑO
DE
PA
CIE
NT
ES
CO
NS
UL
TO
RIOCASTILLO
DE PLOMO
TR
AN
SF
ER
S
2 m
TR
AN
SF
ER
S
FIGURA N° 09: DISTANCIAS DESDE LAS FUENTES DE RADIACIÓN HASTA LAS BARRERAS DE PROTECCIÓN
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4.4
2m
5.1
5m
3.35m 4.22m
2.17m
2.7
9m
1.2
2m
1.12m 2.17m
2.7
9m
1.12m
0.8
2m
3.1
0m
0.8
2m
1.2
2m
1.56m
3.1
5m
2.0
1m4.8
5m
3.0
0m
3.3
0m
3.0
0m
3.2
2m
2 m
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5.4
7m
5.7
5m
4.6
3m
1er. SÓTANO
2do. SÓTANO
1er. PISO
VALET PARKING
SALA DE RECEPCIÓN
1.0
0m
0.5
0m
OFICINAS
1.7
0m
PISO
TECHO
SALA DE CAPTACIÓN
4.9
7m
3.9
3m
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FIGURA N° 10: NOMENCLATURA DE LAS BARRERAS DE PROTECCIÓN
W1V
W2
W3
W4
P1
P2
W5
W6
W7
W9
W10
W11W8
W12
W13
W14
W15
W16
W17
T1
T2
P3 P4 P5 P6
W1 : PARED N° 01
W2 : PARED N° 02
W3 : PARED N° 03
W4 : PARED N° 04
W5 : PARED N° 05
W6 : PARED N° 06
W7 : PARED N° 07
W8 : PARED N° 08
W9 : PARED N° 09
W10: PARED N° 10
W11: PARED N° 11
W12: PARED N° 12
W13: PARED N° 13
W14: PARED N° 14
W15: PARED N° 15
W16: PARED N° 16
W17: PARED N° 17
P1 : PUERTA N° 01
P2 : PUERTA N° 02
P3 : PUERTA N° 03
P4 : PUERTA N° 04
P5 : PUERTA N° 05
P6 : PUERTA N° 06
T1 : TRANSFERS N° 01
T2 : TRANSFERS N° 02
V : VISOR
2 m
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TABLA N° 01: BLINDAJE REQUERIDO EN LA INSTALACIÓN PET/CT.
PARED ÁREA COLINDANTE TIPO DE ÁREA
FACTOR
OCUPACIÓN
LÍMITE DE DOSIS
SEMANAL
DISTANCIA PACIENTE
- BARRERA
DOSIS
SEMANAL
FACTOR DE
TRANSMISIÓN BLINDAJE
(T) (uSv/semana) (m) (uSv/semana) (B)
CONCRETO
(cm)
PLOMO
(mm)
W1 SALA DE COMANDO ÁREA CONTROLADA 1 20 4.42 32.34570136 0.618320184 7
W2 ÁREA LIBRE
ÁREA NO
CONTROLADA 0.25 20 3.35 14.07704522 1.4207527 b
W3 OFICINAS
ÁREA NO
CONTROLADA 1 20 5.15 23.82575398 0.83942779 4
W4 CORREDOR ÁREA CONTROLADA 0.25 20 4.22 8.871074324 2.254518367 b
W5 ALMACÉN DE ASEO ÁREA CONTROLADA 0.25 20 1.12 337.8491709 0.059198014 24
W6
CORREDOR
TÉCNICO ÁREA CONTROLADA 0.25 20 1.22 284.7339425 0.070241011 23
W7
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 2.79 54.44405904 0.367349539 11
W8 CUARTO CALIENTE ÁREA CONTROLADA 1 20 2.17 359.9974516 0.055555949 24
W9
CORREDOR
TÉCNICO ÁREA CONTROLADA 0.25 20 0.82 630.2766211 0.031732099 28
W10
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 3.1 44.09968783 0.45351795 10
W11 CUARTO CALIENTE ÁREA CONTROLADA 1 20 1.12 1351.396684 0.014799504 33
W12
CORREDOR
TÉCNICO ÁREA CONTROLADA 0.25 20 1.22 284.7339425 0.070241011 22
W13
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 2.79 54.44405904 0.367349539 11
W14
BAÑO PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 2.17 89.99936291 0.222223795 15
W15
CORREDOR
TÉCNICO ÁREA CONTROLADA 0.25 20 0.82 630.2766211 0.031732099 28
W16
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 3.15 42.71080877 0.468265542 9
W17 CONSULTORIO ÁREA CONTROLADA 1 20 1.56 696.5779093 0.028711792 28
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P1 SALA DE COMANDO ÁREA CONTROLADA 1 20 4.85 26.86443023 0.744478846 3
P2 CORREDOR ÁREA CONTROLADA 0.25 20 4.22 8.871074324 2.254518367 b
P3
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 3 47.08866667 0.42473065 7
P4
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 3.3 38.91625344 0.513924086 6
P5
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 3 47.08866667 0.42473065 7
P6
CORREDOR PARA
PACIENTES ÁREA CONTROLADA 0.25 20 3.22 40.87400177 0.489308586 6
T1 CUARTO CALIENTE ÁREA CONTROLADA 1 20 2.17 359.9974516 0.055555949 20
T2 CUARTO CALIENTE ÁREA CONTROLADA 1 20 2.01 419.5915943 0.047665397 20
V SALA DE COMANDO ÁREA CONTROLADA 1 20 4.42 32.34570136 0.618320184 4
TECHO
SALA DE
RECEPCIÓN
ÁREA NO
CONTROLADA 1 20 4.97 68.62875442 0.291423036 12
PISO VALET PARKING
ÁREA NO
CONTROLADA 0.25 20 3.93 27.43934891 0.728880268 5
b: barrera, que no requiere blindaje .
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4. DISCUSIÓN
- Los resultados mostrados en la Tabla N° 01, se calcularon considerando un límite de dosis
de 20 uSv/ semana, tanto en áreas controladas, como en áreas no controladas, dando como
resultado valores de blindaje más estrictos.
- En los resultados, también podemos observar que no todas las barreras de protección
requieren blindajes, debido sobre todo a la distancia existente entre estas barreras y las
fuentes de radiación.
- En este trabajo también se hizo el cálculo de blindaje de las paredes del cuarto caliente,
como si no hubiera contenedores de plomo que almacenan a las fuentes radiactivas.
Esto trae como consecuencia en una sobrestimación del blindaje requerido en el cuarto
caliente.
- A las salas se les asignaron Factores de Ocupación Totales (T=1) y Parciales (T=0.25).
5. CONCLUSIONES
- Siguiendo la metodología de cálculo y recomendaciones dadas por la publicación AAPM –
TG 108 fue posible diseñar una instalación de PET-CT, que cumple con los límites de dosis
recomendado tanto en la publicación AAPM – TG 108, como también por la Norma
Técnica IR.002.2012 “Requisitos de Protección Radiológica y Seguridad en Medicina
Nuclear”, que rige en Perú.
- En este trabajo también se concluye que los aspectos técnicos considerados en el diseño de
la instalación y en la distribución de los ambientes permiten mejorar los procedimientos de
trabajo dentro de la instalación PET/CT, trayendo como consecuencia una reducción de los
niveles de dosis para las personas en general.
AGRADECIMIENTOS
Se agradece al Ing. Romero, Gerente de la Empresa QC DOSE S.A.C., y a la Dra. Berrocal,
Investigadora de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, por el apoyo en el
desarrollo de este trabajo.
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Referencias
American Association of Physicists in Medicine - AAPM, Task Group Report 108,
2005.PET and PET/CT Shielding Requirements.
International Atomic Energy Agency. – IAEA, 2006. Nuclear Medicine Resource Manual.
Vienna.
International Atomic Energy Agency - IAEA, Safety Reports Series N° 58, 2008. Radiation
Protection in Newer Medical Imaging Techniques: PET/CT.
OTAN – IPEN, 2013. Norma Técnica IR.002.2012 “Requisitos de Protección Radiológica
y Seguridad en Medicina Nuclear”. Perú.