Manejo de la Dosis al Paciente : Parte 1 (7,486 KB)

OIEA Material de Entrenamiento
PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN CARDIOLOGÍA
Parte 5a
Manejo de la Dosis al Paciente
IAEA
International Atomic Energy Agency
Responder: Verdadero o Falso
1. Aproximadamente el 40% de la radiación que
entra al paciente lo atraviesa para formar la
imagen.
2. Es más probable recibir más radiación
secundaria cuando se realiza una intervención
a un paciente obeso que a uno delgado.
3. Durante una angiografía coronaria, el paciente
recibe más dosis de radiación en proyección
antero-posterior comparado con las oblicuas.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
2
Objetivos educacionales
1. Entender los diversos factores que afectan
la dosis de radiación al paciente
2. Entender el papel del operador en cuanto
al manejo de la dosis al paciente
3. Cómo manejar la dosis usando los factores
del equipo y cada procedimiento
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
3
Formación de rayos X
IAEA
International Atomic Energy Agency
determina la energía de los electrones  energía delos fotones de rayos X
determina el número de electrones  número de fotones de rayos X
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
5
Tubo rayos X
Los fotones que entran en el paciente pueden ser
absorbidos, o bien ser dispersados generando
radiación secundaria
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
6
Para crear las imágenes algunos rayos X deben interactuar con
los tejidos mientras otros penetrar completamente al paciente
(3) El haz no-uniforme sale del paciente,
el patrón de inhomogenidad es la imagen
(2) Rayos X interactúan en el paciente,
generando un haz no-uniforme
(1) Haz uniforme entra en el paciente
Reproduced with permission from Wagner LK and Archer BR. Minimizing Risks from Fluoroscopic Radiation, R. M. Partnership, Houston, TX 2004.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
7
Contraste de imagen
No se genera
objeto en la imagen
Se genera
objeto en la imagen
Se genera la silueta
del objeto, sin detalles
internos
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Dosis al detector y dosis al paciente
• Dosis al detector
̶ Total de dosis de rayos X que llega al detector
̶ Contribuye a la calidad de imagen por lo que
̶
debe ser lo más alta posible.
Considerablemente menor a la dosis al
paciente (~ 1% de la dosis al paciente)
Detector dosis
• Dosis al paciente
̶ Total de dosis de rayos X aplicada al paciente
Paciente dosis
̶
̶ Dañino para ambos, el paciente y al personal
que lo rodea por la dosis secundaria
Por lo que la dosis al paciente tiene que ser
tan baja como sea posible
Tubo de rayos X
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
9
Para crear las imágenes algunos rayos X deben interactuar con los tejidos
mientras otros penetrar completamente al paciente, por ello el haz entrante
debe ser mayor
Solamente un porcentaje muy pequeño (del
orden de ~1%) lo atraviesa para crear la imagen.
A medida que el haz entra al paciente, los rayos X interactúan
con los tejidos, causando efectos biológicos
El haz entrante al paciente es del orden
de 100 veces mas intenso que el saliente
Reproduced with permission from Wagner LK and Archer BR. Minimizing Risks from Fluoroscopic Radiation, R. M. Partnership, Houston, TX 2004.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
10
Lección: Los tejidos de entrada reciben una dosis
de rayos X mayor, con un mayor riesgo de daño.
Solamente un porcentaje muy pequeño (del
orden de ~1%) lo atraviesa para crear la imagen.
A medida que el haz entra al paciente, los rayos X interactúan
con los tejidos, causando efectos biológicos
El haz entrante al paciente es del orden
de 100 veces mas intenso que el saliente
Reproduced with permission from Wagner LK and Archer BR. Minimizing Risks from Fluoroscopic Radiation, R. M. Partnership, Houston, TX 2004.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
11
Factores que afectan
la radiación al paciente
IAEA
International Atomic Energy Agency
Factores que afectan la radiación al
paciente
• Factores relacionados con el paciente
• Factores relacionados con el equipo
• Factores relacionados con el
procedimiento
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Factores que afectan la radiación al
paciente
• Factores relacionados al paciente
̶ Peso y hábitos del paciente
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Factores que afectan la radiación al
paciente
• Factores relacionados con el equipo
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
Tipos de movimientos del arco en C, fuente de rayos X,
receptor de imagen
Tamaño de campo
Posición del colimador
Filtración de haz
Tasa de fluoroscopia pulsada y tasa de cuadros de
adquisición
Tasa de dosis de fluoroscopia y adquisición
Control automático de tasa de dosis incluyendo opciones de
manejo del área donde actúa dicho control automático
Espectro de energía de los rayos X
Filtros de imagen del software
Mantenimiento preventivo y calibración
Control de calidad
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Factores que afectan la radiación al
paciente
• Factores relacionados con el
procedimiento
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶ Posicionamiento (con respecto al paciente) del
receptor de imagen y la fuente de rayos X
Orientación del haz y movimiento
Colimación
Modo de adquisición y fluoroscopia
Tasa de pulsos de fluoroscopia
Tasa de cuadros de adquisición
Tiempo total de fluoroscopia
Tiempo total adquisición
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Manejo de
imagen y
monitor
Receptor de
imagen
Control
automático de
dosis
Operador
Paciente
Estabilizador
eléctrico
Pedal
Tubo de rayos X
Controles del
operador
Controles
primarios
Controlador
de energía
Transformador de
alto voltaje
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Factores que afectan la radiación al
paciente
• Factores relacionados con el paciente
̶ Peso y hábitos del paciente
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Factores que afectan la penetración de
la radiación en un objeto
Espesor
Densidad
Numero atómico (Z)
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Peso del paciente y hábitos
Mayor espesor de tejido absorbe más radiación, por lo tanto debe usarse
mucha más radiación para poder penetrar un paciente obeso. El riesgo de
altas dosis en piel es mayor para pacientes obesos
[DEP = Dosis Entrada Piel]
15 cm
DEP = 1 unidad
Ejemplo: 2 Gy
20 cm
25 cm
30 cm
DEP = 2-3 unidades
DEP = 4-6 unidades
DEP = 8-12 unidades
Ejemplo: 4-6 Gy
Ejemplo: 8-12 Gy
Ejemplo: 16-24 Gy
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
20
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
21
Factores físicos y las dificultades
para el control de la radiación
Mayor espesor de tejido absorbe más radiación,
proyecciones muy inclinadas requieren más
radiación. El riesgo de altas dosis en la piel es mayor
con ángulos pronunciados!
Pregunta: ¿qué sucede cuando
se usa la inclinación craneal?
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Proyección oblicua pac. grueso vs. Proyección PA pac. delgado
100 cm
40 cm
Tasa Dosis:
20 – 40 mGyt/min
80 cm
Tasa Dosis
~250 mGyt/min
100 cm
50 cm
IAEA
International Atomic Energy Agency
Variación en la tasa de exposición
con la proyección
Mediciones con fantoma antropomorfico (tamaño promedio)
Cusma JACC 1999
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
24
Partes innecesarias del cuerpo en el
campo de radiación directa del haz
Reproducido con permiso de Vañó et al,
Brit J Radiol 1998, 71, 510-516
Reproducido con permiso de Wagner – Archer,
Minimizing Risks from Fluoroscopic X Rays,
3rd ed, Houston, TX, R. M. Partnership, 2000
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
25
Wagner and Archer. Minimizing
Risks from Fluoroscopic X Rays
A 3 semanas
A 6.5 meses
Post cirugía
Siguiendo los procedimientos de ablación con el brazo en el haz
cerca del tubo y con el cono separador quitado. Cerca de 20
minutos de fluoroscopia.
Reproducidos con autorizacion de Wagner LK and Archer BR. Minimizing Risks from Fluoroscopic Radiation, R. M. Partnership, Houston, TX 2004.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
26
La posición del
brazo – importante y
no fácil!
Lecciones:
1.
El brazo en el haz. Tasa de dosis
incrementada
2.
El brazo recibe una tasa de dosis ,uy
alta por estar cerca de la fuente.
Reproducido con permiso de Wagner LK and Archer BR. Minimizing Risks from Fluoroscopic Radiation, R. M. Partnership, Houston, TX 2004.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
27
Ejemplos del daño por radiación cuando
la mama se espone a altas dosis
Reproducido con permiso de Vañó,
Br J Radiol 1998; 71, 510 - 516.
Reproducido con permiso de Granel et al,
Ann Dermatol Venereol 1998; 125; 405 - 407
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
28
Lecciones aprendidas
• Mantenga las partes del cuerpo
innecesarias para el estudio,
especialmente brazos y, si es posible,
mamas, fuera del haz directo (o al
menos no deben estar a la entrada del
haz sino a la salida)
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Factores que afectan la radiación al
paciente
• Factores relacionados con el equipo
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
̶
Capacidad de movimiento del arco en C, fuente de rayos X,
receptor de imagen
Tamaño de campo
Posición del colimador
Filtración de haz
Tasa de fluoroscopia pulsada y tasa de cuadros de
adquisición
Tasa de dosis de fluoroscopia y adquisición
Control de tasa de dosis automático incluyendo opciones de
manejo de energía del
Espectro de energía de los rayos X
Filtros de imagen del software
Mantenimiento preventivo y calibración
Control de calidad
̶
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
30
El receptor de imagen se
degrada con el tiempo
Manejo de imagen
y monitor
Receptor de imagen
Control
automático de
dosis
Operador
Paciente
Estabilizador
eléctrico
Pedal
Tubo de rayos X
Controles del
operador
Controles
primarios
Controlador
de energía
Transformador de
alto voltaje
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
31
Manejo de imagen y
monitor
Receptor de imagen
Operador
Control
automático de
dosis
Paciente
Estabilizador
eléctrico
Pedal
Tubo de rayos X
Controles del operador
Controles primarios
Controlador de
energía
Transformador de alto
voltaje
Circuito entre el receptor de ímagen y el generador de rayos X  modula la salida de rayos X para
alcanzar el apropiado grado de penetración del rayo y brillo de la ímagen
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
32
Tamaño de campo
Receptor de imagen
IAEA
International Atomic Energy Agency
Selección del equipo
Equipos de angiografía con diferentes tamaños
de campo FOV (Field of View)
23 cm.
32 cm.
• Intensificador de imagen específico para
cardiología (menor FOV, 23-25cm) es más
efectivo en cuanto a dosis que los sistemas
combinados (mayor FOV)
• El intensificado de imagen de gran tamaño
limita la capacidad de angular el haz
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
34
La tasa de dosis depende del tamaño de campo activo,
del receptor de imagen, o modo de magnificación
En general, para intensificador de imagen, la tasa
de dosis AUMENTA a medida que la magnificación
electrónica de la imagen aumenta
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
35
Tamaño de campo
activo en intensificador
de imagen
Dosis relativa
de entrada al
paciente
32 cm
100
22 cm
200
16 cm
300
11 cm
400
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
36
• Como varía la tasa de dosis con los
diferentes tamaños de campo? .. depende
del diseño del equipo y debe ser verificado
por un físico médico para incorporar
adecuadamente su uso en los
procedimientos
• Una regla es usar la menor magnificación
necesaria para el procedimiento, pero no
es aplicable para todos los equipos
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
37
Energía del haz, filtro
& kVp
IAEA
International Atomic Energy Agency
Contraste de imagen
No se genera
objeto en la imagen
Se genera objeto
en la imagen
Se genera la silueta
del objeto, sin
detalles internos
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Efecto de la penetración del haz de rayos X sobre
el contraste, penetración del cuerpo, y la dosis
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Energía del haz
En general, cada sistema de rayos X produce un rango de energías diferente.
Mayor energía de los fotones  mayor penetración de los tejidos.
1
Relative intensity
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Photon Energy (keV)
Rayos X baja energía
alto contraste pero gran
dosis en piel
Rayos X energía media
alto contraste para yodo y
dosis en piel moderada
Rayos de alta energía
bajo contraste y poca
dosis en piel
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
41
Energía del haz
El objetivo es conformar el espectro de energía del haz para el mejor contraste en la
dosis más baja. Un espectro con filtración con 0.2 mm de cobre está representado en la
figura (con los guiones):
Intensidad
relativa
Relative intensity
1
0.8
0.6
Bajo contraste, alta
energía de los rayos X
son reducidos por kVp
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Energía
de Energy
foton (keV)
Photon
La filtración reduce los
rayos X de baja energía
pobre penetración
Por rayos X de energía media son
retenidos para lograr mejor calidad
de imagen y dosis
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
42
kVp (peak kilo Volt)
Energía del
haz
Los controles de kVp son generalmente ajustados por el sistema de acuerdo
al tamaño del paciente y los necesidades de la imagen
1
Intensidad
relativa
Relative intensity
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
PhotondeEnergy
Energía
foton (keV)
IAEA
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Comparación del espectro de la energía de los
fotones producidos con diferentes valores de kVp
(de “The Physical Principles of Medical Imagings, 2Ed”, Perry Sprawls)
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
44
Diseño de equipamiento fluoroscópico
para un control apropiado de la radiación
Energía del haz - La filtración controla la parte de baja energía del
espectro. Algunos sistemas tienen un filtro fijo no ajustable; otros un
juego de filtros para diferentes requerimientos de la imagen
1
Relative intensity
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Photon Energy (keV)
IAEA
Reproducido con permiso de Wagner LK, Houston, TX 2004.
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
45
Filtro
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
46
Filtración – posible desventaja
Filtros
Ventaja
puede reducir la dosis en piel en un factor de > 2.
Desventaja
reduce la intensidad total del haz por lo que necesita
un tubo de rayos X de mayor potencia para producir
radiación suficiente para penetrar los filtros y
paciente
1
Relative intensity
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Photon Energy (keV)
Espectro de energía del haz,
antes y después de la
filtración de 0.2 mm de Cu.
Tener en cuenta la
reducción en la intensidad y
el cambio en las
energías. Para recuperar la
intensidad, la corriente del
tubo debe aumentar, lo que
requiere un tubo de rayos X
especial.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
47
Filtración – desventaja potencial
Si los filtros reducen la intensidad en exceso, la
calidad de imagen se ve comprometida, por lo general
en forma de aumento de desenfoque, aumento de
movimiento o moteado cuántico excesivo (ruido en la
imagen).
Lección: Para utilizar los filtros de manera óptima, los
sistemas deben ser diseñados para producir
intensidades de haz adecuadas con opciones de filtro
variable que dependerá del tamaño del paciente y la
función de las imágenes.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
48
Dosis vs. ruido
2 µR por cuadro
15 µR por cuadro
24 µR por cuadro
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
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Gestión adecuada de la dosis y de la
calidad de imagen
Se consiguen ahorros sustanciales de dosis
manteniendo una calidad de imagen adecuada
Patient Dose
14
[cGY/min]
No Cu-eq
Conventional
10
0.2 mm
Cu-eq MRC
-50%
6
0.5 mm
Cu-eq MRC
2
30cm water
0.25
0.5
Same Image quality
0.75
1
Detector Dose
[GY/s]
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
50
Responder: Verdadero o Falso
1. Cuanto mayor sea el kVp, mayor es la
energía de los fotones de rayos X, y el
contraste en la imagen de rayos X.
2. Para la adquisición de imágenes en
angiografía con intensificador de imagen,
siempre es mejor utilizar mayor
magnificación, porque se pueden visualizar
más detalles.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
51
Responder: Verdadero o Falso
3. Para evitar daño físico a los pacientes, y
para facilitar el movimiento del brazo-C, es
recomendable mantener el receptor de
imagen lo más lejos del paciente como sea
posible.
4. Para un paciente con patología en tres
vasos, realizar las angioplastias en un sólo
procedimiento aumenta el riesgo de daños
por efectos deterministas de la radiación
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
52
Responder: Verdadero o Falso
5. La radiación secundaria no tiene impacto
en la calidad de imagen
6. La camilla debe mantenerse lo más cerca
posible de la fuente de rayos X
7. Mantener la misma intensidad del pulso, y
reducir de la frecuencia del pulso
fluoroscopia 30 a 15 pulsos /s reducirá la
dosis de radiación al paciente en un 50%.
IAEA
Parte 5a. Manejo de dosis al paciente
53