• No se han encontrado resultados

Implementación de una sala radiológica con equipo de rayos x digital

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "Implementación de una sala radiológica con equipo de rayos x digital"

Copied!
142
0
0

Texto completo

(1)

IMPLEMENTACIÓN DE UNA SALA RADIOLÓGICA

CON EQUIPO DE RAYOS X DIGITAL

INFORME DE SUFICIENCIA

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE:

INGENIERO MECÁNICO ELÉTRICO

PEÑA LOYOLA ELVIS HAMIL TON

PROMOCION 2006-1

LIMA-PERU

(2)

ÍNDICE

PRÓLOGO

CAPITULO 1 ... : ... 3

INTRODUCCIÓN

1

.

1 Antecedente

1.2 Objetivo

1.3 Alcances

1.4 Justificación

1.5 Limitaciones

CAPITULO 2 ... 7

ASPECTOS GENERALES

2.1 Rayos x

2.2 Equipo convencional de rayos x

2.3 Equipo digital de rayos x indirecta (CR)

(3)

CAPITULO 3 ... 18

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA ACTUAL EN SALAS DE RAYOS X

3.1 Principios básicos de la radioprotección

3.2 Dosis

3.3 Limites de dosis permitida en la protección radiológica

3.4 Exposición

3.5 Instrumentos de medición de dosis

3.6 Identificación de los efectos biológicos de los rayos x

3. 7 Efectos estocásticos o a largo plazo

3.8 Efectos determinísticos o a corto plazo

CAPITULO 4 ... 32

IMPLEMENTACIÓN DE SALA RADIOLÓGICA CON EQUIPO DE RAYOS

X DIGITAL

4.1 Blindaje en instalaciones de rayos x

4.2 Calculo de barrera protectora primaria

4.3 Calculo de barrera protectora secundaria

4.4 Calculo de iluminación de sala por método de los lúmenes

4.5 Calculo de puesta a tierra

4.6 Esquemas de conexión a tierra para sala radiológica

4. 7 Transformador de aislamiento

(4)

III

CAPITULO 5

... 62

ANÁLISIS ECONÓMICO

5.1 Análisis de costos

5.2 Cálculo del VAN y TIR

Conclusiones

Bibliografía

Anexos

Reglamento de Seguridad Radiológica

Requisitos de Protección Radiológica en diagnostico Medico con rayos x

Ley N

º

28028-Ley de Regulación del Uso de Fuentes de Radiación

(5)

La radiología es en la actualidad una parte esencial de la práctica médica

diaria, y es la mayor fuente de exposición a radiación artificial para la

población.

Los avances tecnológicos tanto de equipamiento como en radiología digital

han tenido un fuerte impacto en la práctica radiológica, incluyendo mejoras

en la calidad de imagen, reducción de dosis y un amplio rango de

aplicaciones disponibles que dan lugar a un mejor diagnóstico y tratamiento.

Sin embargo, los principios básicos de la formación de imagen con rayos X y

los riesgos asociados con la exposición a estos rayos permanecen

inalterables.

Los rayos X son potencialmente peligrosos y tienen la capacidad de alterar

células y tejidos por lo que todos los procesos que incluyen su utilización

deben ser gestionados con sumo cuidado.

Con instalaciones bien diseñadas, equipos mantenidos y usando

.

procedimientos de formación adecuados para los operadores, se pueden

minimizar las dosis innecesarias para los pacientes, los trabajadores

expuestos y el público, sin que se reduzca la información médica que se

precisa.

Para este fin la estructura del presente informe, es el de brindar una

(6)

2

seguridad radiológica hospitalaria para la protección al público, trabajadores

y estudiantes que se encuentran en los alrededores de la sala de rayos x,

también analizamos los riesgos debido a las instalaciones eléctricas ya que

las corrientes eléctricas aunque sean pequeñas pueden tener

consecuencias mortales en un paciente que está en estado crítico. Por otra

parte, se anexan las normas establecidos por el Instituto Peruano de

Energía Nuclear (IPEN).

El informe de suficiencia presenta los siguientes resultados:

Capitulo 1:

Incluye la justificación, objetivos y antecedentes del informe de

suficiencia.

Capitulo 11:

Incluye los términos y definiciones, descripción del avance en

equipos de rayos x convencionales y digitales.

Capitulo 111:

Incluye teoría que ayudan a solucionar el planteamiento del

problema a la hora de instalar un equipo de rayos x que es la protección

radiológica y eléctrica de la sala para el paciente, operario y público en

general.

Capituló VI:

Incluye el desarrollo práctico de la implementación de la sala

de rayos x en el aspecto de protección radiológica y seguridad eléctrica.

Capitulo V:

Incluye el análisis económico.

Finalmente se exponen las conclusiones correspondientes, asimismo se

(7)

1.1

ANTECEDENTES

INTRODUCCIÓN

La protección radiológica es una disciplina científica moderna, y joven en el

tiempo, pues nació con posterioridad a los descubrimientos de Roengen en

1895 y a los trabajos siguientes de Henri Becquerel, los esposos Curie y de

Villard a principios del siglo XX. Estos descubrimientos de las radiaciones

ionizantes, fenómeno físico desconocido hasta entonces (Roentgen

descubrió los rayos X, Becquerel la radiación natural, los esposos Curie el

radium y Villard, los rayos gamma) conmocionaron las ciencias físicas y

médicas. Los primeros se nombraron Rayos X, por ser algo desconocido.

Como desconocido al fin, se ignoraba todo sobre ellos y había que empezar

a conocerlos y a estudiarlos. Se descubrió tempranamente que eran útiles

en el tratamiento del cáncer, que hasta entonces sólo se trataba sin éxito,

con cirugía en lesiones localizadas y con emplastos de hierbas, grasas

(8)

4

Pero también se descubrió que, al igual que podían curar el cáncer, podían

producirlo. Eran peligrosos, pero no se podía prescindir de ellos, como

solucionar el problema, sencillamente protegiéndose de ellos. Así surgió la

protección radiológica, cuando el hombre elaboró las medidas sanitarias

para protegerse de su acción nociva.

Algunos de los descubridores y estudiosos de las radiaciones pagaron muy

caro este desconocimiento. Varios de ellos murieron de cáncer como

Becquerel, Bergognié (quien con Tribondeau estudiaba sus efectos en el

cuerpo humano y elaboró las primeras leyes de la radiosensibilidad), el cual

adquirió carcinoma espinocelular en las manos que hizo metástasis

ganglionar, sufrió varias operaciones mutilantes y al final murió de cáncer

pulmonar metastásico. La propia María Curie falleció de leucemia.

Apenas descubiertos los rayos X, su uso se generalizó en los hospitales y

laboratorios del mundo entero. A comienzos de nuestro siglo los tubos de

rayos X se producían masivamente y se distribuían a todos los países. Por

tratarse de fenómenos recién descubiertos, cuya naturaleza ni siquiera se

entendíátotalmente, no se tomaban precauciones y fueron muchos los que

sufrieron los efectos negativos de una exposición excesiva e incontrolada.

Las personas más expuestas a estas nuevas formas de radiación fueron los

(9)

1.2

OBJETIVO

Implementar una sala radiológica con equipo de Rayos X digital debido al

notable incremento de nuevas instalaciones en el Perú cuyo uso masivo e

imprudente puede representar un riesgo para la salud de los usuarios de

estas tecnologías teniendo en cuenta la seguridad, protección radiológica y

riegos eléctricos que puedan tener consecuencias fatales al paciente, para

obtener diagnósticos más rápidos y seguros mediante las imágenes

digitales.

1.3

ALCANCES

Esta implementación de sala radiológica para el equipamiento de un equipo

de rayos X digital su alcance comprende a todas las prácticas e

intervenciones que se realicen o vayan a realizarse en territorio nacional y

determine la Autoridad Nacional teniendo en cuenta el reglamento de

seguridad radiológica, la Ley N

º

28028 (Regulación del uso de fuentes de

radiación ionizante) y la norma técnica IR.003.2012

"

Requisitos

de

protección radiológica en diagnostico medico con rayos X", conforme se

especifica en el reglamento del IPEN.

1.4 JUSTIFICACIÓN

En el Perú, en los últimos años con el incremento del uso de equipos

emisores de radiaciones ionizantes, así como de modernas técnicas que

aplican radiaciones para el tratamiento y diagnóstico de enfermedades, las

autoridades se han visto en la necesidad de otorgar mayor importancia a

(10)

6

Existe desinformación, pues no se cuenta con los parámetros físicos que

debe emplearse para proteger a los pacientes y trabajadores expuestos a

estas radiaciones.

En radiodiagnóstico es preciso tener muy en claro el tipo de infraestructura,

los parámetros mínimos aceptados para su normal funcionamiento.

En los últimos años la mayoría de instituciones

.

de salud está renovando sus

equipos emisores de radiaciones, esto representa mayor responsabilidad a

la hora de cumplir con los criterios de seguridad radiológica, ya que si bien

estos equipos mejoran los resultados, emiten en la mayoría de los casos

radiación superior a la que podría generarse con equipos antiguos.

El equipo de rayos X digital permite tratamientos más rápidos y favorece al

medio ambiente al no utilizar químicos ni placas radiográficas pero como

todo equipo eléctrico implica para el paciente, un riesgo de accidente por

descarga eléctrica, ya que las corrientes eléctricas aunque sean de pequeña

magnitud pueden tener consecuencias en la salud, se plantea limitar las

corrientes de fuga, desde el punto de vista de la conectividad entre el

paciente y el equipo.

1.5 LIMITACIONES

Dentro de las limitaciones que tenemos podemos mencionar:

La técnica radiológica dependerá de operador del equipo.

Las circunstancias de cada paciente según sea su estado de salud.

La experiencia y capacitación del médico.

(11)

2.1

RAYOS X

ASPECTOS GENERALES

Los Rayos X son radiaciones electromagnéticas (fotones) ionizantes; tienen

su origen en las órbitas electrónicas de los átomos, a diferencia de las

radiaciones Gamma cuyo origen es en el núcleo del átomo, o sea, estos

últimos sólo se pueden originar mediante un proceso nuclear radiactivo,

mientras que los rayos X se pueden generar por un proceso eléctrico, no

radiactivo como ocurre en los tubos de rayos X de los equipos de

radiodiagnóstico médico.

(12)

8

Los rayos X son producidos en el tubo de rayos X, el que está constituido

por un tubo de vidrio con alto vacío.En un extremo se coloca el electrodo

negativo (cátodo) y en el otro extremo el electrodo positivo (ánodo). El

cátodo es de tungsteno, el que a temperaturas elevadas emite electrones,

mediante el proceso denominado emisión termoiónica. El ánodo está

constituido por una gruesa barra de cobre al extremo de la cual se coloca un

blanco de tungsteno. Cuando se aplica un alto voltaje entre el ánodo y el

cátodo, los electrones son acelerados alcanzando altas velocidades,

chocando entonces contra el blanco. Los rayos X son producidas por

abrupta desaceleración de los electrones al pasar por las cercanías del

núcleo de tungsteno. Los rayos X salen por una ventana de vidrio delgado

en el tubo. Ver Figura N

º

2.1

FILAMENTO

t

CÁTODO(-)

(13)

2.2 EQUIPO CONVENCIONAL DE RA VOS X

Los equipos de tecnología convencional son los que utilizan las películas

(placas) radiográficas.

En los últimos cien años se ha venido utilizando la película radiográfica para

capturar las imágenes de Rayos X, que pasan al revelado mediante un

proceso químico y finalmente se visualiza al trasluz de un Negatoscopio

para emitir un diagnóstico.

Los precios de las películas se van incrementando anualmente en un 25%

por dos razones: la primera, que sus componentes son derivados del

petróleo y plata, y la segunda causa es la disminución en la oferta, se han

cerrado fabricas que producían películas análoga y los fabricantes

tradicionales están convirtiendo a sus clientes, a modelos de impresión

digital a través de CR, con el agravante para los servicios de radiología, que

estas películas son dos veces más costosas que las análogas.

En los equipos hay tres principales indicadores o variables que nos

expresan las características esenciales de la calidad y formación del haz de

rayos X, así como del tiempo por el que éstos, se producen. Estos son:

� Kilovoltaje (Kvp): Expresa la potencia y el nivel energético del haz

de fotones de rayos X; a mayor Kvp, mayor energía, también

relacionada con la dosis, pero indica asimismo el poder de

penetración de los rayos.

� Miliamperaje (mAs): expresa "la cantidad" de haces que se forman,

es decir, un aumento de la corriente provoca un aumento del número

de fotones de rayos X por unidad de área y tiempo.

� Tiempo (t): expresa el tiempo de emisión del haz de radiación; a

(14)

10

Altos kVp y mAs significan mayor necesidad de blindaje.

Los equipos convencionales de radiodiagnóstico médico operan

normalmente en un rango de potencial de voltaje entre los 30 a 150 Kv, con

una corriente de tubo entre los 1 O y 20 a 500 o más mA y un tiempo de

emisión de rayos variable según el tipo de examen que se vaya a realizar,

por lo general, de fracciones (centésimas) a segundos

La película radiográfica

La película radiográfica está compuesta por:

La emulsión fotográfica: es el elemento sensible tanto a la radiación

ionizante como a la luz y está fijada a la base por una fina lámina adhesiva

que impide su desprendimiento de la misma. La emulsión fotosensible

consta de dos elementos básicos: los cristales de haluros de plata y la

gelatina en la que estos se encuentran dispersos y uniformemente

distribuidos. La gelatina que compone el medio en la que se van a colocar

los granos de la emulsión fotográfica, es un coloide proteico de origen

vacuno. Se fabrica a partir de pieles y huesos que tras su cocción da lugar a

la formación de un líquido gelatinoso en donde se pueden distribuir

homogéneamente los cristales de la emulsión fotográfica.

Los tres halogenuros más importantes en la fabricación de una película

radiográfica son:

� Bromuro de plata, (AgBr)

� Cloruro de plata, (AgCI)

� Yoduro de plata, (Agl)

La reacción química que se utiliza para la fabricación de la emulsión

(15)

AgN03 + KX

--->

AgX+ KN03

Nitrato de Plata+ (bromuro, cloruro, ioduro) de Potasio dará el haluro de

Plata + Nitrato Potásico.

La base o soporte de la película: Es el material rígido sobre el que se coloca

la emulsión fotográfica.Ver Figura N

º

2.2.

Figura N

º

2.2 Equipo rayos X convencional

2.3 EQUIPO DIGITAL DE RA VOS X INDIRECTA (CR)

El término abreviado CR deriva de la denominación en inglés Computed

Radiography.Esta tecnología es una de las tecnologías más asentadas en el

campo de la radiología digital, fue introducida por el fabricante japonés Fuji

el año 1981.Los componentes del CR son tres:

Placas de Fósforo

Las pantallas (placas) de fósforo son el medio de digitalización, éstas se

(16)

12

en el Equipo de Rayos X, específicamente en el Bucky de la mesa o del

estativo vertical en reemplazo de las películas convencionales.

Luego de recibir los disparos de Rayos X, la pantalla de fósforo se traslada

manualmente al equipo CR. El traslado es un proceso similar al que se hace

actualmente con la placa radiográfica convencional que se lleva al

Procesador Automático de Películas, pero el CR no requiere cuarto oscuro

para el revelado.

La desventaja es que se van degradando las pantallas de fósforo.

Digitalizador CR

El principio de funcionamiento de un equipo CR está basado en un

dispositivo emisor de láser que hace un barrido a la pantalla de fósforo, la

cual ha sido trasladada manualmente del equipo de Rayos X al equipo CR.

La pantalla de fósforo, como vuelve a su estado inicial de energía, se puede

volver a usar.

Consola de Visualización del Tecnólogo

El equipo Digitalizador CR está conectado a una Consola para que el

tecnólogo identifique al paciente, realice anotaciones, mediciones y visualice

de inmediato las imágenes recién adquiridas.

Esta consola tiene características de una computadora, puede ser

incorporada al CR por el fabricante de este último o puede ser una

(17)

Digitalizador CR

Pantallas (placas)

,I de fósforo

Figura N

º

2.3 Equipo digital de rayos x indirecta (CR)

2.4 EQUIPO RA

vos

X DIGITAL DIRECTA CON DETECTOR

eco

El Detector CCD es único y de alta densidad, está incorporado al Equipo de

Rayos X, en algunos casos se encuentra direccionado con el Tubo de Rayos

X mediante un soporte tipo "U", tal muestra en la figura N

º

2.4.

(18)

14

Tecnología del Detector CCD

El Detector está compuesto por una placa intensificadora de luz (scintillator)

acoplada mediante fibra óptica a sensores de

eco.

La placa scintillator se coloca delante de la cara activa del CCD, es la que

recibe los Rayos X y hace de conversor fotónico: por cada fotón de Rayos X

que interacciona con la placa scintillator, ésta emite una buena cantidad de

fotones del espectro visible, a los cuales son sensibles los elementos del

eco.

En la figura N

º

2.5 vemos la Incidencia de los Rayos X en el Detector

ceo.

Fotónde�X

Placa intensificadora, compuesta por cristales inorgánicos, como el Yoduros de

cesio

l

Emisión de fotones de luz visible

Cara activa del sensor de

eco

(19)

La captación de la imagen con el sensor CCO es similar a la tecnología de

las cámaras fotográficas digitales. Cada sensor de imagen

eco

está

compuesto por millones de pequeños semiconductores de silicio que

conforman células fotoeléctricas, como el la figura N

º

2.6, los cuales captan

los fotones de luz y los convierten a energía eléctrica, comportándose

también como condensadores de almacenamiento eléctrico

.

A mayor

intensidad de luz, más carga eléctrica existirá.

Figura N

º

2.6 Célula fotoeléctrica del sensor

eco

El tamaño de cada célula está en el orden de 25 - 200 micras. Para la

medición no se accede directamente a cada elemento o celda, ya que se

necesitaría demasiado cableado.

El método de lectura se basa en medir la carga de los elementos que están

en las filas desplazándolos a una "fila o columna de arrastre", que a su vez

(20)

Células cargad�

Del sensor CCD

16

Fila de arrastre

-r ...

, ,-r-r

-r

-i

r

-Figura N

º

2. 7 Medición del CCD

2.5 VENTAJAS DE LA RADIOLOGÍA DIGITAL

Dispositivo de

medición

• Aumenta la capacidad de Atención de 2 a 20 veces.

• Aumenta la capacidad diagnóstica (telemedicina).

Mejora la percepción de Calidad del paciente.

Manejo Digital de Imágenes (Hospital Digital)

Detector Simple de larga durabilidad.

Calidad de Imagen

Disminuye perdidas en revelado.

• Disminuye repetición de estudios.

• Disminuye Dosis de Exposición del Paciente.

Disminuye costo de revelado (almacenamiento, distribución, manejo,

agua, químicos y películas).

En comparación de tiempo con respecto a otras tecnologías su velocidad

(21)

Rayos X-Film >412Rg

-Regisbo

e==>

Posicianamier*>

... ---�

Chasis

Calba:iórl

e:::>

Disparo

q

Revee:b

q

Visuaizac:iñnFilm

CR

¡ =412Rg

-l 1 1 ""'"""" ... """"'""""""""'--. 1

e;::::::>

Posicianamier*>

Q

Regisbo Chasis

---:

Calibación

< 225 seg

.

Registro

...

Pos IOOflam1ento

•l·i+ii:·--

V1suahzaaón PC

(22)

CAPITULO 3

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA ACTUAL EN SALAS DE

RAYOS X

En el Perú hay más de 5000 equipos de rayos X funcionando en diversos

centros de salud públicos y privados, pero la radiación ionizante ya se usa

también en otros sectores económicos como la industria de la minería y la

producción de alimentos .Esto trae como consecuencia que miles de

personas diariamente estén expuestas a estos elementos.

El problema de salud que se genera por el mal uso de la radiación, sin

protección adecuada, ocasiona en las personas desde lesiones a la piel que,

luego de un lapso de entre 1 O y 15 años, se puede convertir en cáncer o

transmitir una carga genética a su descendencia como veremos en el

capítulo.

Para especialidades como radiodiagnóstico y medicina nuclear contamos

con la Ley N

º

28028-Ley de Regulación del Uso de Fuentes de Radiación

Ionizantes, su respectivo Reglamento (DS-039-2008-EM), el Reglamento de

seguridad Radiológica (DS-009-97-EM) y la última norma técnica aprobada

(23)

radiológica en diagnostico medico con rayos X" practica con radiaciones que

debe estar reglamentada todo está como anexos.

3.1

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA RADIOPROTECCIÓN

Los principios básicos de la radioprotección recomendados por la Comisión

Internacional de Protección Radiológica (ICRP) para las exposiciones

médicas, son:

La Justificación

Es el primer paso en la protección radiológica. Se acepta que una

exposición en el área de la Salud, no se justifica sin una indicación clínica

válida basada en un análisis riesgo beneficio, en otras palabras el beneficio

que aporte debe ser superior al riesgo de exposición.

Optimización

La protección y seguridad se optimizarán de forma que la magnitud de las

dosis individuales, el número de personas expuestas y la probabilidad de

sufrir exposiciones, sean las más bajas que razonablemente puedan

alcanzarse, considerando debidamente los factores sociales y económicos

prevalentes del país.

Limitación

Las exposiciones normales de personas no superarán los límites legales

establecidos, garantizando la seguridad del público en general y de los

(24)

20

3.2

DOSIS

La dosis es una medida de la radiación que recibe o absorbe un medio y

que se utiliza indistintamente para expresar dosis absorbida, dosis

equivalentes o dosis efectiva.

Dosis absorbida

Los daños de·

la radiación sobre un tejido depende de la energía que

absorbe, es decir de la dosis absorbida, la que se define con la expresión

D = dE/ dm

Donde dE es la energía media entregada por la radiación ionizante en un

elemento de volumen dm, que es la masa existente en ese volumen.

La dosis absorbida se mide en Gray (Gy), definida como joules (J) por

kilogramo (kg):

Dosis Equivalente (HT)

1Gy = 1J/kg.

Dosis absorbida en un órgano o tejido multiplicada por el correspondiente

factor de

_

ponderación de la radiación, es decir:

HT,R = WR DT,R

DT

R :

dosis absorbida media para la radiación R en el órgano o tejido T

WR

:

factor de ponderación de la radiación R, según indica la tabla 3.1

.

(25)

Tabla N

º

3.1 Factores de ponderación por tipo de radiación y energía

Tipo de energía de la radiación

Fotones

Electrones

neutrones :

<

10 KeV

de 10 KeV a 100 KeV

> 100 KeV a 2 Me V

>

2

MeV a 20 MeV

> 20 MeV

partículas alfa, fragmentos de fisión,

núcleos oesados

Dosis Efectiva (E)

factor de ponderación

(WR)

1

1

5

10

20

10

5

20

Suma de las dosis equivalentes en el tejido, multiplicado cada una por el

factor de ponderación apropiado para el tejido correspondiente:

HT

:

dosis equivalente en el tejido T .

w

T

:

factor de ponderación para el órgano o tejido T, según se especifica en

la tabla 3:2 .La unidad de la dosis efectiva es el sievert (Sv), definida como

(26)

22

Tabla N

º

3.2. Factores de ponderación de tejidos y órganos

Factor de ponderación,

Tejido u órgano

WT

Gónadas

0,20

Medula ósea

0,12

Colon

0,12

Pulmón

0,12

Estómago

0,12

Vejiga

0,12

Mama

0,05

Hígado

0,05

Esófago

0,05

Tiroides

0,05

Piel

0,01

Superficies óseas

0,01

Órganos y tejidos restantes

0,05

3.3 LÍMITES DE DOSIS PERMITIDA EN LA PROTECCIÓN

RADILÓGICA

La clasificación de las personas en función de los riegos a las radiaciones

ionizantes es la siguiente:

� Trabajador expuesto (TE): se considera a aquellas personas

sometidas a una exposición a causa de su trabajo derivada de las

practicas con equipos de rayos x.

� Personas en formación y estudiantes: son aquellas personas que,

no siendo trabajadores expuestos, reciben formación o instrucción en

el seno o fuera de la empresa para ejercer un oficio o profesión,

relacionada indirectamente o directamente con actividades que

pudieran implicar exposición a las radiaciones ionizantes.

� Miembros del público: se define como a cualquier individuo de la

(27)

trabajadores expuestos y estudiantes durante sus horas de trabajo

habitual y las personas sometidas a exposición por tratamiento

médico y exposiciones voluntarias para ayudar a pacientes o

participar en programas de investigación médica o biomédica.

)"' Población en su conjunto: es la conectividad formada por los

trabajadores expuestos, personas en formación y miembros del

público.

Tabla N

º

3.3. Límites recomendados por la IPEN

DOSIS EFECTIVA

DOSIS EQUIVALENTE

Cristalino

:

150mSv

TE

max (50mSv/años)

100 mSv/ 5 años

Manos,pies y tobillos:

Piel: 500 mSv/año

500 mSv/años

PUBLICO

1 mSv/año

Cristalino

:

1 SmSv

Piel: 50 mSv/año

Cristalino

:

50 mSv/año

Entre 16 y 18 años:

piel manos etc

:

150 mSv/año

ESTUDIANTES

6 mSv/año

Otros: Limite de los Miembros del publico

CASO

Embarazada (en abdomen)< 2mSv en todo el

ESPECIAL

periodo de gestación.

La unidad de la dosis efectiva y equivalente es el sievert (Sv) y es la misma

que se emplea para la dosis absorbida, julio por kilogramo, sin embargo se

(28)

24

está hablando de esta magnitud y de la dosis absorbida (magnitud que no

tiene en cuenta posibles efectos biológicos).

Para caso de los rayos x, por tratarse de fotones, el sievert (Sv) seria

numéricamente al gray(Gy).

3.4 EXPOSICIÓN

Si se tiene una fuente radiactiva, esta genera una exposición, X, la que se

mide como la carga eléctrica Q generada dividida entre la masa m de aire

en que se produce, es decir,

X=Q/m

Donde Q está dada en coulomb y m en kilogramos. La unidad de

exposición sería la cantidad de rayos X o y que producen 1 coulomb de

carga por kg de aire:

1 unidad X = 1 C/kg de aire.

Esta unidad es adoptada por la facilidad para medir la ionización en el aire

inducida por la radiación. Pero ello es cierto para rayos con energías entre

algunos keV y unos 3 MeV. Para valores mayores de energía se usa las

unidades de watts por segundo y por m

2

La unidad de exposición puede convertirse a unidades de energía absorbida

por unidad de masa de aire, usando el hecho de que el promedio para

generar un ion es 34 eV y que ello corresponde a una carga de 1,6x 10-

19

coulombs. Implica que

1 unidad X = 34Gy en aire.

A menudo se habla de roentgen (R) como la exposición que da lugar una

carga de ionización de una unidad electrostática (SC) en un cm3 de aire.

(29)

1 R

=

1SC / O, 0012939

=

2, 58

x

10-

4

C/kg.

La relación entre una unidad de exposición X y el roentgen es

1 unidad X

=

3881 R.

Relación entre exposición y dosis

La absorción de energía de la radiación es aproximadamente proporcional a

la densidad electrónica del medio.

Dado que la exposición esta medida por la absorción en el aire, cuya unidad

corresponde a 34 Gy en aire, y la dosis es la absorción por un tejido,

entonces en un punto de tejido, la tasa de dosis será:

D = 34 x

(

µ

m

P

a

a

P

m

) x X( G/s)

donde µª y µm

son los coeficientes de absorción de energía del aire y el

tejido,

respectivamente; y P

a

y P

m

las densidades del aire y del tejido,

respectivamente.

Entre O, 1.

y 1 O Me V, la absorción se da por interacción Compton y la sección

eficaz de esta interacción depende de la densidad electrónica del medio

absorbente, por lo que la tasa de dosis es aproximadamente constante.

Para valores menores de energía, la interacción es predominantemente

fotoeléctrica, cuya sección eficaz aumenta con el número atómico del medio

absorbente.

Dosis total

Si Do es la tasa de dosis inicial, después de un tiempo será

D = Do e-·V

(30)

26

DT =

f

Ddt

Lo que resulta

Si el tiempo es alrededor de 6 periodos de semidesintegracion, este es

considerado infinito, por lo tanto en ese tiempo la dosis total seria

La taza de dosis en el punto p debido a toda la distribución radioisotópica en

el tejido es

D

p

=CT J e-µ(/ r2 dV

Donde V es el volumen del tejido.

3.5

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE DOSIS

Para saber qué cantidad de radiación recibimos, los pacientes, los

trabajadores ocupacionalmente expuestos y el público en general durante la

aplicación de las radiaciones ionizantes en la práctica médica se usan los

dosímetros.

Los dosímetros son dispositivos por medio del cual, se evalúa la cantidad de

energía depositada por radiación externa en un individuo o en un ambiente

particular.

Dosimetría personal

Los dosímetros personales sirven para medir, evaluar y registrar las dosis

recibidas por las personas expuestas a radiaciones ionizantes en función de

su trabajo, acción que contribuye a proteger su salud en relación con los

posibles efectos biológicos. De esta manera se garantiza que

individualmente se cumple con los Límites de Dosis establecidos en el

,., ,¡'

(31)

Reglamento de Seguridad Radiológica vigente y por tanto que los riesgos

individuales se mantienen dentro de márgenes aceptables. Esto permitirá

evaluar en forma continua la idoneidad de las medidas de protección

existentes en cada instalación, seguir su evolución a lo largo del tiempo y

obtener datos que permitan la comparación con los niveles de protección en

instalaciones análogas; evaluar la dosis colectiva, a fin de estimar el impacto

radiológico de una determinada instalación o actividad y proporcionar una

base de datos que posibilite la realización de estudios estadísticos y

epidemiológicos.

� Dosímetros de película

Los dosímetros de película se basan en los efectos de los rayos X en

las películas, que son similares a los efectos de la luz en las

películas de fotógrafa, usados desde los años 40, sobre todo para

medir la irradiación en todo el cuerpo.

� Cámaras de ionización de bolsillo

Cuando se desea conocer inmediatamente la dosis recibida se

puede usar las cámaras de ionización de bolsillo. La desventaja de

este tipo de monitor es que requiere calibración diaria y si la dosis

excede el rango del dosímetro no se puede determinar la cantidad de

exposición adicional.

� Dosímetros termoluminiscencia (de TLD)

Los dosímetros termoluminiscente o TLD son los más usados

(32)

28

a causa de la exposición a la radiación, y no sufren cambio alguno,

hasta que dichos cristales son sometidos al calentamiento. Una vez

calentado, la energía almacenada es liberada en forma de luz, la

cual puede medirse y relacionarla con la exposición a la radiación

recibida. Ver Figura N

º

3.1.

OosilM1ria .. crimllnl>

<..-i>

OosllMtria OI IWIO (opcloMI)

(33)

3.6

IDENTIFICACIÓN DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS DE LOS

RAYOS X

Desde el punto de vista radiológico, los efectos de la radiación pueden ser

estocásticos o determinísticos.

El problema que se tiene que solucionar en el aspecto biológico con la

protección radiológica son:

� Se tiene que prevenir efectos deterministas con la protección

radiológica.

� Limitar la probabilidad de efectos estocásticos.

3.7

EFECTOS ESTOCÁSTICOS O A LARGO PLAZO

Aquellos cuya probabilidad de producirse, (no su gravedad), es función de la

dosis la cual crece conforme ésta aumenta. No poseen umbral de aparición

y se manifiestan un tiempo posterior a la irradiación. Estos efectos son

básicamente la inducción de cáncer y los genéticos, aunque se asocia

también la disminución del coeficiente intelectual en niños irradiados.

Entre los .efectos tardíos se tiene el cáncer que frecuentemente ataca el

sistema hemopatico, tiroides, hueso y piel. El tumor puede aparecer unos 5

a 20 años después de la sobreexposición, la leucemia entre los médicos y

radiólogos que han usado rayos X se observa una mayor proporción de

casos de leucemia en comparación con los que no lo han utilizado.

La Inducción de cáncer fatal en la población: 5 en 100 por cada Sv.

Los Efectos hereditarios en la población: 1 en 100 por cada Sv.

La reducción de Coeficiente de Inteligencia: 30 punto por Sv (8va. - 15

ª

.

(34)

30

Probablltd1d de ocurrenda

t"•

1.0 2.0 Dosis (Gy)

Figura N

º

3.2 Efectos estocásticos

3.8

EFECTOS DETERMINÍSTICOS O A CORTO PLAZO

Como consecuencia de la irradiación de un tejido con una dosis alta se

produce la muerte de cierto número de células que no pueden ser restituidas

mediante el mecanismo normal de proliferación celular. Suponen la

disfunción de órganos y tejidos en concordancia con la dosis administrada

siempre que se supere un umbral de dosis específico para éstos.

Para dosis de 3 a 4 Gy aparecen efectos hemopaticos, caracterizados por

depresión de la medula ósea, nauseas, vómitos, malestar y fatiga. Entre la

segunda y tercera semana se pierde el cabello, en uno o dos meses el

irradiado muere.

Con una dosis de 8 Gy, se produce el síndrome gastrointestinal,

abruptamente aparecen los efectos hemopaticos, con nauseas, diarrea y

(35)

Con una dosis mayor de 15 Gy se produce daños del sistema nervioso

central y de otros órganos. El irradiado pierde el conocimiento y muere en

horas o días a consecuencia de edema cerebral.

Los órganos reproductores son particularmente sensibles. Aun a dosis tan

bajas como 0.5 Gy a los testículos, se compromete su funcionabilidad,

pudiendo producirse la esterilidad permanente, en adultos, con dosis entre 3

y 5 Gy

.

En las mujeres la irradiación sobre los ovarios puede producir

esterilidad temporal a una dosis de 0.6 a 4 Gy. La esterilidad permanente se

producirla con dosis de

2.5 a 1 O Gy (dosis única) o con una dosis de 6 Gy (dosis fraccionada). Ver

Figura 3.3.

IOOt----50

D il CGw

(36)

CAPITULO 4

IMPLEMENTACIÓN DE SALA RADIOLÓGICA CON

EQUIPO DE RAYOS X DIGITAL

4.1

BLINDAJE EN INSTALACIONES DE RA VOS X

Las barreras de protección contra los rayos X, dependiendo de la situación,

estará constituida por plomo, concreto o mezcla de concreto con baritina.

El blindaje es diseñado para que la dosis sobre una persona fuera de la

habitación de rayos X sea limitada a 1 mSv por semana en áreas

controladas, por el operador, y de O, 1 mSv por semana en áreas no

controladas, fuera de la jurisdicción de operador. Los diseños deben tomar

en cuenta que los límites anuales de dosis es de 20 mSv para personas

ocupacionalmente expuestas y de 1 mSv para no expuestas

(37)

Carga de trabaio semanales

(W)

Se define por el cociente (mA.min/sem )

Tensión kvp

100

Carga semanal ( mA.min/sem)

160

-125

150

Factor de uso (U)

.

80

40

Es la fracción de la carga de trabajo para el cual es haz útil está dirigido

hacia el lugar considerado a proteger:

Barreras primarias

Suelo

:

1

Barreras secundarias

1

El factor de ocupación ( T)

Paredes

0,25

Es el factor por el cual hay que multiplicar la carga de trabajo. El factor de

ocupación está relacionado con las zonas que se desea proteger.

� T = 1 para ocupación total, como oficinas laboratorios, talleres, etc.

� T = 0.25 para ocupación parcial, como los corredores, ascensores,

etc.

� T = 0.0625 para ocupación ocasional, como salas de espera, baños,

etc.

(38)

Rendimiento ( r )

34

Para estos cálculos será la dosis equivalente (mSv) que produce un haz de

rayos x a 1 metro de distancia por cada mA.min de carga . Se expresa en:

mSv x m

2

mAx min

En la figura N

º

4.1 se proporcionan valores aproximados para este cociente.

El termino fuente podemos definirlo como r.W.U y representa la dosis

equivalente que se recibiría a 1 m en las condiciones de trabajo ( W y U)

mSvx m2 =

r

mAxmin

�ºº

1

r

t

10

./

--/

-V

,,

l..'"

/

,

...

/

"'

1

,

y

/

V

O•

·'

. .

i.--v

_.,,,.

-

--�

i,;..-¡_,-

..--i.--

;__,,.,-

.

-ll ....

J

!/

.,.

v

V

... ./

/

V

V

V

100

1

� Be

0,2 Al

0,5 Al

Al_

--

-

:__.-

--

-

L---"�

l---'

¡_..-

i..---

t--�

3Al

---

�..--x

l

-�

____.

�0,5 Cu

.,,,,,,,-

..

1

/

,,/

.J

1

V

/

"'

2cy

/

1

..

.,

º/

,,, 3, t. Cu

50

kV

200

Tensión aplicada al tubo de rayos

x

(39)

4.2 CALCULO DE BARRERA PROTECTORA PRIMARIA

El blindaje primario es definido como el que absorbe los rayos útiles que

pasan a través o al lado del paciente. Ver la figura N

º

4.2.

Determinar la dosis equivalente H (mSv/sem) en el lugar a proteger si no

hubiera blindaje:

H=rx WxUxT

d2

Figura N

º

4.2 Sala de rayos x

Fijar el límite semanal Hw

(mSv/sem).

Barrera primaria

Obtener el factor de atenuación necesario para reducir H hasta Hw

.

A= J:L=

(40)

36

Usar curvas de figura N

º

4.3 para obtener el espesor de Pb necesario y en la

Tabla N

º

4.1 se realizó una hoja de cálculo para el blindaje de Barrera

Primaria

1

1UD 1

l

1

i

' ' 100 000

1 000 000

10 OOD OCO o

1

1

-

' -. _,. -L

r\

"

1

1

f\\

"'

1

1

!

.

.

\\ \ 1

,

-

.

.

\

\

\

\

1

Y

.

\

\

\11

\

...

"

\ '

.,

.

'

'

\'

\ \

\

\

\

\

\

1

'

\

\

\

\

i\

\ ' \ -1 \" \, \.

l

1

JS \' \

1

\

<;011,¡

1

\

�c

v

\

1

1 \

.

-1

\

1

\

'

-

'

'

z

J

i

1

.

r

·�

:

i

'

�-�

'\

:-...

1

1

'\.."

i-...

\

I'\ '

"'-

-!--1 \ \.

'

-�

-

-

--\1 \

1'.

'�

\

!

"1'.

..._

!S/lk'I'

\

""'\!

"

"

-\'i01<'J ...._ ' ¡ [ --...

·-

r-..

r":s:

....

.

··-

l'i M \/ '1..J._ 1l0 k·�

...

. ..

-,_

)

¡ce

Q' O.l

o

H

o;

0.6 "O.J

1

1

; 1

( 1

-

-

'-=

+·-·

1

---1

1

¡

1

1

'

1

-n

,._

'

Í\

(

;

-

i\

·-

-

i

¡\

·t"·

'

---

i..,._,_

--r-

-

-

--

:----

.__

-

---

...

\:5')kv

\

¡,:o a\¡

i

\

[\

I\

.

\

'

' '

\

\

\

\

1

.

1

\

i\

\

\.

-l

\

.

'

'\ '

1 J 11 .. 9 Espesor de plomo

(41)

Tabla N

º

4.1 Hoja de cálculo para el blindaje de Barrera Primaria

DATOS GENERALES

Simbolo

Factor de uso

u

Factor de ocupación

T

Clasificación de zona

Limite semanal {mSv)

Hw

DATOS DE CARGA GENERAL

Can::ia semanal (mA.min)

w

Tensión máxima operación (50-150)

KVp

Rendimiento {mSv. m

2

/mA.min)

r

DISTANCIAS DE CALCULO

Distancia foco - barrera (m)

d

FACTOR DE ATENUACION

1

A

ESPESOR DE PLOMO (DIN 6812) (mm)

Hormi on baritado de 3,2 /cm

3

DIN 6812 cm

Hormi on de 2,3 /cm

3

DIN 6812 cm

Ladrillo macizo de 1,8 /cm

3

DIN 6812 cm

Valores

-

1

1�

0,25

Libre

acceso

0,02

80

125

11, 1

2

2,78E+03

2,01

2,5

16,0

22,8

4.3

CALCULO DE BARRERA PROTECTORA SECUNDARIA

r

El blindaje secundario es el que absorbe los rayos que no están en la

dirección del haz útil, lo que comprende radiación de fuga o dispersada.

Ji>' Calcular el espesor necesario para ambos tipos de radiación por

(42)

38

).>-

Se toma el mayor de los dos espesores y se calcula la contribución

de la otra radiación a través de este espesor.

).>-

Si esa contribución es menor de 1/1 O que la de la primera, se

desprecia la de menor contribución y se toma como espesor el

mayor de los dos.

).>-

Si la contribución es del mismo orden de magnitud (>1/10 de la

primera), se debe reducir la dosis total en un factor 2 añadiendo un

capa hemirreductora frente a la radiación de fuga (que es la más

penetrante).

Calculo de barreras frente a radiación dispersa:

Factor de uso U

=

1.

Término fuente para dispersa:

rx WxaxS

d/ x400

S : superficie del campo sobre el paciente (cm

2)

d

p

:

distancia foco - paciente

a: Factor de dispersión.

Para simplificar: a

=

0,002 para S = 400 (cm

2)

(43)

d(m) ds (m)

Protección secundaria

Figura N

º

4.4 Sala de rayos x

Determinar la dosis equivalente H (mSv/sem) en el lugar a proteger si no

hubiera blindaje:

H = rx WxaxSxT

d/

X

d/

X

400

ds: Distancia paciente - barrera.

Fijar el límite semanal H

w

(mSv/sem).

Obtener el factor de atenuación necesario para reducir H hasta H

w

.

A= Ji=

rx WxaxSxT

H

w

d/

X

d/

X

400

X

H

w

(44)

40

Tabla N

º

4.2 Equivalencia en plomo de materiales para rayos x

densidad

espesor del

equivalencia en mm de

del

plomo

Material

material

material

(mm)

seaun los Kv aplicados

Kg/m3

50

75

100

150

Ladrillo de

arcilla

1.600

100

0,6

0,8

0,9

0,8

200

1,4

1,7

1,9

1,7

300

2,2

2,7

3, 1

2,6

400

3,8

4,5

3,7

500

4,8

3.200

10

0,9

1,5

1,8

0,9

Hormigon o

20

1,8

2,7

3,3

1,8

yeso

baritado

25

2,3

3,3

4

2,2

50

4,3

Acero

7.800

1

O, 1

0,2

O, 1

2

0,3

0,3

0,2

3

0,5

0,5

0,3

4

0,7

0,7

0,4

5

0,9

0,9

0,5

10

0,9

Calculo de barreras frente a radiación de fuga:

La coraza de cualquier tubo debe cumplir la condición de no sobrepasar el

valor de 1 mGy (1 mSv) en una hora a 1 metro en ninguna dirección fuera

del haz útil trabajando con la máxima carga (Qh).

Qh la proporciona el fabricante (mAs/h o mAmin/h para diferentes kVp)

kvp

100

125

150

mA máximos mantenidos durante 1 hora

5

4

3,3

Q

h

(mAmin / h)

300

240

200

La dosis equivalente máxima de fuga de 1 mSv a 1 m. le corresponde a la

(45)

¿ -o

ü

(.)

Q)

(D

u

o

ü

<O

LL

carcasa está diseñada para no sobrepasar 1 mSv en las condiciones más

desfavorables (a kVp máximos).

Si el cálculo se hace para una tensión menor, la fuga será menor que 1 mSv

y se podrá aplicar el factor f de corrección de fuga, ver Figura N

º

4.5.

_,

---�

/

�--�

./

...

.11

�,-

��

o.s

'100 ;,.V /125 kV

/

ÍSO kV Tensión nominal

·',

0,05

60

'

10

f

.

/

lf

'

if

80

V

/

1

1

!

1

/

/

1

1

/

V

1

i

'

/

i

/

/

l

I

i

i 1

/

1

I

90

mo

120

130

140

Tensión aplicada al tubo de rayos X

Figura N

º

4.5 Variación de factor de corrección f,para radiación de fuga

El factor de atenuación será (con U=1):

A= Ji.=

f x WxT

Hw Qhx d2 X Hw

d = Distancia foco barrera (suele coincidir con

ds)-150 kV 1

(46)

42

La radiación de fuga está fuertemente filtrada y el espesor necesario para

atenuarla se calcula a través del número n de capas hemirreductoras (CHR)

(o número n' de capas décimorreductoras (COR)) necesarias para alcanzar

la atenuación A.

2

°

= A=1

El espesor necesario será:

n = In A

ln2

n'= LogA

Espesor(mm) = n x CHR(mm)

Espesor(mm) = n' x COR(mm)

CHR y COR de tabla N

º

4.3 y en tabla N

º

4.4 se realizó una hoja de cálculo

para el blindaje de Barrera secundaria.

Tabla N

º

4.3 Valores aproximados de capas hemirreductoras y décimorreductoras

CHR(mm)

COR(mm)

Tension

Plomo

Plomo

kVp

Hormiaon

HormiQon

50

0,05

4

0,18

13

75

0,15

11

0,5

40

100

0,25

16

0,84

55

125

0,27

19

0,27

64

Figure

Figura N º 2.1  Esquema de un tubo de rayos X
Figura N º  2.2 Equipo rayos X convencional
Figura N º  2.3 Equipo digital de rayos x indirecta (CR)
Figura N º  2.5  Incidencia de los Rayos X en el Detector  eco
+7

Referencias

Documento similar