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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
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Un poco de historia…
• Antes de 1895.
• Total desconocimiento de laexistencia de la radiaciónionizante.
BERGSUCHT
Radiat Prot Dosimetry (1996) 68(1-2): 83-95
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Un poco de historia…
• Entre 1895 y 1914 se realizaronimportantes descubrimientosque nos dieron cuenta de suexistencia y potencialidades.
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Un poco de historia…
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kV
Ec
Cátodo Blanco
Tubo
Calor
Rayos X
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Espectro Electromagnético
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Un poco de historia…
Anna Bertha Roentgen22 de diciembre de 1985
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Un poco de historia…
• Entre 1915 y 1939.
• Algunos avisos publicitarios tenían slogandel estilo:
La radiactividad te hará sentir más sano
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• 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 .
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• Realizado en Estocolmo en 1928.
International X-ray & Radium Protection Committe
• Actualmente:– International Commission on Radiological Protection ICRP.
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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.
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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
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Sistema de Protección Radiológica
• ¿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.
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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.
Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection
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Sistema de Protección Radiológica
Optimización
Limitación
Justificación
PrincipiosFundamentales
Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection
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Sistema de Protección Radiológica
Tiempo Distancia Blindaje
MÉTODOS
Publication 103. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection
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Normas Básicas de Seguridad N°115 - OIEA
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¿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
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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
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Instalación de Radiodiagnóstico
• Puede albergar distintos equipos:
– Equipo de rayos X convencional.– Tomógrafo Computado.– Intervencional (fluoroscopía –angiografía).– Mamógrafo.– Densitometría Ósea.– Dental.– Equipos móviles.
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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)
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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.
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PACIENTE
RADIACIÓN DE FUGA
HAZ PRIMARIO
RADIACIÓN DISPERSA
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Barrera Primaria• Radiación Primaria (haz directo)
Barrera Secundaria• Radiación Secundaria (dispersada por paciente)• Radiación de Fuga (carcasa del tubo)
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NCRP. Report N° 147
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NCRP. Report N°147
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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.
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Límites de Dosis Anuales
• Publicación 103, de 2007. ICRP“The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection”
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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
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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
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TrabajadorOcupacionalmente
ExpuestoPúblico
NCRP. Report N° 147
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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).
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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)
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¿CUÁLES SON LOS PARÁMETROS PARA EL DISEÑO?
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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.
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P/T
Factor Uso (U)
Distancia (dp)
Carga de Trabajo
(W)
Transmisión(Bx)
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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.
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Objetivo de Diseño (P)
• 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
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Objetivo de Diseño (P)
• 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.
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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
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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
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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.
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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
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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.
NCRP. Report N° 147
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Transmisión Requerida
• Barrera Primaria.
• Barrera Secundaria
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¿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.
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Haz Primario
Haz Disperso
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¿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.
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Materiales para Blindaje
• Plomo (11490 Kg/m3).• Concreto (2200 Kg/m3).• Sulfato de Bario (1300 Kg/m3).• Vidrio Plomado.
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K762 KNAUF SAFEBOARD®
Brochure K762 Knauf Safeboard®
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Control de producción con el scanner de rayos X GreCon
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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
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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
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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
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¿Como medir?
• ARCAL XLIXPrueba N° 1: Levantamiento Radiométrico
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PLANTA DE SALA DE RADIOLOGÍA N° 1CENTRO DE IMAGENOLOGÍAHOSPITAL CLÍNICO UNIVERSIDAD DE CHILE
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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.
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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
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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
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Referencia Obra
ACHS CURICÓ, 2009
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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.
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Contacto:[email protected]
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Departamento Técnico Knauf:[email protected]
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