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

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. Objetivo de la Protección
Radiológica
Prevenir la aparición de los efectos deterministas
Reducir la probabilidad de ocurrencia de
los efectos estocásticos

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. 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. 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. 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. Dosis Absorbida (D)
Es el valor esperado de la energía impartida a la materia
por unidad de masa en un punto. Esta es la energia
impartida por la radiación ionizante a la materia de masa m
en un volumen finito V; nosotros podemos definir la dosis
absorbida 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. •
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 suele
llamarse Rendimiento.

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. 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 el
tejido u órgano T debida a la radiación R y WR es el factor de
ponderación radiológica. La dosis equivalente tiene las
unidades de J kg–1. El nombre especial de la unidad de
dosis equivalente es el sievert (Sv).

11. Dosis Equivalente

12. Dosis Efectiva
La dosis efectiva E es la suma de las dosis equivalentes
ponderadas en todos los tejidos y órganos del cuerpo. 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. Viene dada por:
donde WT es la factor de ponderación tisular y HT es la dosis
equivalente 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. Dosis Efectiva

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. Aspectos de Protección Radiológica
en Tratamientos de
Irradiación 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. 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. 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. 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. 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. Capitulo II.
Caso Práctico
2.1 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. 2.1
Medición de los parámetros dosimétricos
del sistema en el Tratamiento de
Irradiación de Cuerpo Total (TBI).
Equipo utilizado
Los equipos utilizados para medir los parámetros
dosimétricos 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. 2.1
Mediciones 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. Distribución de Dosis
en Profundidad (PDD) para
TBI
Porcentaje de Dosis en profundidad en posición de TBI

24. PERFIL DE DOSIS
para TBI
Perfil de dosis a 10cm de profundidad. Se ha graficado el barrido del lado izquierdo.

25. FACTORES DE CAMPO
para TBI
Factores de Campo

26. INFLUENCIA DEL
CABLE 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. 2.2
CALCULO DE LA DOSIS IN VIVO
Y 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. 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. 2.2 PROCEDIMIENTO
Fig. 2 Localización del paciente en el fantoma para Fig. 3 Homogenización del volumen para
tratamiento de TBI. tratamiento de TBI.

30. 2.2 TBI
Fig. 4 Colocación de la cámara de ionización

31. 2.2 TBI
Fig. 5 Paciente de TBI listo para ser irradiado

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, si
Fig. 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. 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. 2.2 Compensación
toráxica en TBI
Fig. 7 Radiografía para diseño de protecciones
pulmonares Fig. 8 Protecciones pulmonares
De acuerdo por lo sugerido por la AAPM es necesario proteger los pulmones
de tal forma que la dosis que estos reciban no supere los 8Gy, evitando los
altos grados de toxicidad pulmonar.

35. 2.2 Compensación
toráxica 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. 2.3
Protección Radiológica
Ocupacional 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. 2.3
Protección Radiológica
Ocupacional 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. 2.3.1
Determinación Experimental
de la Tasa de Exposición
en puntos críticos
1 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: 11459
2 CONDICIONES DE MEDICION
• Campo Máximo= 38x37cm
• UM=100

39. 2.3.1
Puntos Críticos
4
2
1
3 5
6 7
Fig.11. Localización de los Puntos Críticos

40. 2.3.1
Medidas 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. 2.3.1
Medidas en puntos críticos
.
PUNTOS X (mR / hr ) SEGUN POSICION DEL GANTRY
CRITICOS(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. 2.3.2
REPORTE DE DOSIMETRIA
DEL PERSONAL
Fig. 12 reporte de Dosimetría del Personal del Centro de Radioterapia de Lima

43. CAPITULO III.-
CONCLUSIONES

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. 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. 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. 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
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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. yayala@crlima.com