Procedimiento de Calibración de equipos de Rayos X

Procedimiento de Calibración de equipos
de Rayos X
BIOINGENIERIA
Versión: 2
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PROCESO: Validación y Metrología
1.
P-VMBIO-24
PROPÓSITO
Estandarizar el método de calibración de los equipos de rayos X.
2.
ALCANCE
Calibración para equipos de rayos X de diagnóstico convencional, fluoroscopia y angiografía.
3.
RESPONSABLE
Jefe de Validación y Metrología
4.
DEFINICIONES
Calibración Conjunto de operaciones que establecen, en condiciones específicas, la relación entre los
valores de las magnitudes indicadas por un instrumento de medición o por un sistema de medición, o los
valores representados por una medida materializada o por un material de referencia, y los valores
correspondientes determinado por medio de patrones.
Campo eléctrico El responsable de las fuerzas eléctricas.
Campo magnético El responsable de las fuerzas magnéticas, actualmente incluido, junto con el campo
eléctrico, dentro del campo electromagnético.
Capa hemirreductora Es el grosor de un material específico el cual atenúa el haz de radiación a la mitad de
su valor original.
Corriente eléctrica es el flujo de carga por unidad de tiempo que recorre un material. Se debe a un
movimiento de los electrones en el interior del material.
Electrómetro Aparato para medir la cantidad de carga eléctrica en algún cuerpo.
Equipo biomédico (Decreto 4725): Dispositivo médico operacional y funcional que reúne sistemas y
subsistemas eléctricos, electrónicos o hidráulicos, incluidos los programas informáticos que intervienen en
su buen funcionamiento, destinado a ser usado en seres humanos con fines de prevención, diagnóstico,
tratamiento o rehabilitación.
Error de medición Resultado de una medición menos un valor verdadero de la magnitud por medir. Nota.
Cuando se necesita distinguir entre “error” y “error relativo”, el primero a veces se denomina error absoluto
de medición. Este no se debe confundir con el valor absoluto de error, que es el módulo del error.
Espectro electromagnético Clasificación de la radiación electromagnética de acuerdo con su frecuencia o
longitud de onda.
Exactitud: Cercanía del acuerdo entre el resultado de una medición y un valor verdadero de la magnitud por
medir.
Filtración inherente es la que no se puede eliminar del tubo, está formada por los materiales estructurales
del tubo de rayos X como el vidrio, el aceite de la refrigeración y la “ventana” de salida de la radiación.
Gray La unidad que se utiliza para especificar la cantidad de dosis absorbida o Kerma.
Incertidumbre de la medición. Parámetro asociado con el resultado de una medición, que caracteriza a la
dispersión de los valores que en forma razonable se le podrían atribuir a la magnitud por medir.
Elaborado por: Coordinador del Laboratorio
Aprobado por: Jefe de validación y metrología
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Ion Átomo o grupo de átomos que por pérdida o ganancia de uno o más electrones ha adquirido una carga.
Kerma (Kinetic Energy realeased in the material) Energía cinética liberada en el material. Ocurre cuando se
consideran partículas indirectamente ionizantes, como los fotones.
Longitud de onda En una onda, distancia entre dos valles o dos crestas adyacentes.
Radiación Energía o partículas materiales que se propagan a través del espacio, y que provienen de un
núcleo radiactivo.
Radiactividad Propiedad que presentan algunos núcleos de desintegración espontánea.
Rayos X Los rayos X con longitudes de onda típicas entre 0.01ηm y 10ηm pueden producirse con longitudes
de onda discretas en transiciones individuales entre los electrones interiores de un átomo, y también pueden
producirse al desacelerar partículas cargadas como los electrones.
Roentgen Unidad de dosis iónica de una radiación ionizante.
5.
DESCRIPCIÓN DE ACTIVIDADES
Equipos necesarios
• Detector de dosis de rayos X con cámara de ionización.
• Equipo detector de rayos X para Kv, dosis, el espesor hemirreductor (EHR) y el tiempo de exposición en
todos los equipos de rayos X de diagnóstico.
• Láminas de aluminio de varios espesores con una pureza del 99.9% servirán para atenuar el haz de rayos
X.
• Un equipo de cómputo para registrar los valores de las medidas detectadas o el display del TNT12000.
• Pinza amperimétrica.
a. EXACTITUD Y REPETIBILIDAD DE LA TENSIÓN DEL TUBO
1. Definir 3 valores de kV y 3 valores de corriente del tubo comúnmente utilizados y registrar
los valores escogidos. (60 kV, 80 kV y 100 kV o a tensiones cercanas a esos valores, al 50% o superior de la
mayor CORRIENTE DEL TUBO DE RAYOS X disponible y a un TIEMPO DE CARGA de aproximadamente 0,1 s. las
mediciones deberán realizarse también a la menor y a la mayor CORRIENTE DEL TUBO DE RAYOS X seleccionable).
2. Nivelar el tubo de rayos X y posicionar el detector de rayos X sobre la mesa del equipo u
otro soporte adecuado, a una distancia de ~56 cm del punto focal.
3. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
4. Realizar 4 exposiciones para los kV con la corriente más utilizada clínicamente y registrar
los valores de kV medidos.
5. Realizar una exposición para los kV con las otros mA escogidos y anotar los valores de kV
medidos.
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Procedimiento de cálculo:
•
Exactitud:
Para el valor de 80 kV calcular la desviación máxima obtenida entre los valores
nominales y los valores medidos para los 3 valores de mA, utilizando la expresión:
kV
− kV medido
Des. Max . ( % ) = nominal
×100 %
kV nominal
•
Reproducibilidad:
Para los valores de 80 kV medidos tomar los valores más discrepantes y calcular:
Repetibilidad ()=
kV mayor − kV menor
( kV mayor +kV menor) / 2
×100%
- Límite de tolerancia para exactitud: ±10%.
- Límite de tolerancia para reproducibilidad: ±5%.
b. EXACTITUD Y REPETIBILIDAD DEL TIEMPO DE EXPOSICIÓN
1. Definir 3 valores de tiempo comúnmente utilizados (Con 80kV y preferiblemente al 50% o superior de
la mayor disponible, dentro de estos uno de aproximadamente 0,1 s.)
2. Nivelar el tubo de rayos X y posicionar el detector de rayos X sobre la mesa del equipo u otro
soporte adecuado, a una distancia de ~56 cm del punto focal.
3. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
4. Realizar 3 exposiciones para cada tiempo escogido y registrar los valores medidos.
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Procedimiento de cálculo:
•
Exactitud:
Para cada valor de tiempo calcular la desviación máxima obtenida entre los valores nominales
y los valores medidos, utilizando la expresión:
Des.Max.(% ) =
•
t nominal − t medido
× 100%
t nominal
Reproducibilidad:
Para cada valor de tiempo seleccionado tomar los valores más discrepantes y calcular:
Repetibili dad (% ) =
t mayor − t menor
(t
mayor
+ t menor ) / 2
× 100%
- Límite de tolerancia para exactitud: ±10% para tiempos superiores a 20 ms y ±15%
para tiempos menores que 20 ms.
- Límite de tolerancia para reproducibilidad: ±10%.
c.
EXACTITUD Y REPETIBILIDAD DE LA CORRIENTE DEL TUBO
1. Definir 3 valores de corriente (mA) cubriendo el intervalo de uso (A 80 kV o a una tension cercana, al
50% o superior de la mayor CORRIENTE DEL TUBO DE RAYOS X disponible y a un TIEMPO DE CARGA de aproximadamente 0,1
s. las mediciones deberán realizarse también a la menor y a la mayor CORRIENTE DEL TUBO DE RAYOS X seleccionable.)
2. Nivelar el tubo de rayos X y posicionar el detector de rayos X sobre la mesa del equipo u otro
soporte adecuado, a una distancia de ~56 cm del punto focal.
3. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
4. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
5. Realizar 3 exposiciones para cada corriente y registrar los valores de mA medidos.
Procedimiento de cálculo:
•
Exactitud:
Para cada valor de mA seleccionado calcular la desviación máxima obtenida entre los
valores nominales y los valores medidos, utilizando la expresión:
Des.Max.(%) =
mAnominal − mAmedido
×100%
(mAnominal )
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•
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Reproducibilidad:
Tomar los dos valores de corriente más discrepantes y calcular:
Repetibilidad ( )=
mA mayor − mA menor
( mAmayor +mA menor ) / 2
×100
- Límite de tolerancia para exactitud: ±20%.
- Límite de tolerancia para reproducibilidad: ±10%.
d.
RENDIMIENTO, REPETIBILIDAD Y LINEALIDAD DE LA DOSIS
1. Seleccionar una tensión del tubo de 80 kV (valor medido) como referencia y los valores de
kiloVoltaje deseados.
2. Definir 3 valores de corriente y tiempo (mAs) cubriendo el intervalo de uso (Preferiblemente al
50% o superior de la mayor disponible con un TIEMPO DE CARGA de aproximadamente 0,1 s. también a la menor
y a la mayor seleccionable.)
3. Nivelar el tubo de rayos X y posicionar el detector de rayos X sobre la mesa del equipo u otro
soporte adecuado, a una distancia de ~56 cm del punto focal.
4. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
5. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
6. Realizar 3 exposiciones para cada corriente y tiempo elegidos y registrar los valores de dosis
medidos.
Procedimiento de cálculo:
•
Repetibilidad:
Dentro de las 3 lecturas de Dosis para la misma corriente y tiempo (mAs), tomar las más
discrepantes y calcular:
Dmayor − Dmenor
Repetibilidad (% ) =
× 100%
Dmayor + Dmenor / 2
(
•
)
Linealidad:
Calcular el valor medio de las lecturas obtenidas para cada mAs.
Calcular los rendimientos para cada mAs dividiendo cada valor medio obtenido por el mAs
correspondiente y registrar los valores.
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R( mGy / mAs)=
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D medido
( mAs programado )
Tomar los dos valores de rendimientos más discrepantes y calcular:
Rmayos − Rmenor
( Rmayos +Rmenor )
•
×100
Rendimiento:
Calcular el valor medio de los rendimientos obtenidos para los diferentes valores de mAs y kV.
Corregir el resultado del rendimiento para una distancia de 1,0 m.
~56 cm
R( a un metro )=
∗Rendimiento medio
( 100 cm )
Registrar este valor en mGy*m2/mAs. Si el valor de kV medido es diferente de 80 kV, corregir
el rendimiento por (80/kV)2,, para conocer el valor de referencia a 80 kV.
-
Límite de tolerancia para repetibilidad: ±10%. (Referencia a 80kV.)
-
Límite de tolerancia para linealidad: ±20%. (Referencia a 80kV.)
-
Tolerancia para rendimiento: (Referencia a 80kV.)
o Generador trifásico o multipulso: entre 50 y 100 mGym2/mAs.
o Generador monofásico con rectificación de onda completa: entre 25 y 60
2
mGym /mAs.
e.
CAPA HEMIRREDUCTORA (HVL)
1. Para una corriente del tubo fija, seleccionar una tensión de 80 kV, preferiblemente medido.
(A 80 kV o a una tension cercana y al 50% o superior de la mayor CORRIENTE DEL TUBO DE RAYOS X disponible con un
TIEMPO DE CARGA de aproximadamente 0,1 s..)
2. Nivelar el tubo de rayos X y posicionar el detector de rayos X sobre la mesa del equipo u otro
soporte adecuado, a una distancia de ~56 cm del punto focal.
3. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
4. Ajustar el centro y tamaño del campo de radiación.
5. Realizar 3 exposiciones y registrar los valores de capa hemirreductora medidos en el detector.
Procedimiento de cálculo:
Calcular y registrar el valor promedio de la capa hemirreductora medida:
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HVL(mmAl ) =
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HVL1 + HVL2 + HVL3
3
- El valor de la capa hemirreductora debe ser igual o superior a 2.5 mmAl.
f. Estimación de la incertidumbre
1) CkV = kVmed. – kVprog.
Dónde: CkV = (corrección de kV) kVmed. = (kV medido, [TNT])
kVprog = (kV programado)
µ(s) = desviación / √(3) = 0,058 / √(3) = 0,033
µ(Res) = Resoluciónpatron / √(12) = 0,1 / √(12) = 0,029
µ(Res) = ResoluciónEBP / √(12) = 1 / √(12) = 0,289
µC = √(µ(Res_EBP)
2
2
2
+ µ (Res_patron) + µ(Exa) )
= 0,292
Veff = 206,9 Nivel de confianza: 95%
k ≈ 2,0
UExp = k * µC = 0,58 kV
________________________________
2) Ct = tmed. – tprog.
Dónde: Ct = (corrección de tiempo) tmed.. = (tiempo medido, [TNT])
tprog = (tiempo programado)
µ(s) = desviación / √(3) = 0,058 / √(3) = 0,033
µ(Res) = Resoluciónpatron / √(12) = 0,1 / √(12) = 0,029
µC = √(µ (Res_patrón)
2
+ µ(Exa)
2
) = 0,044
Veff = 9,11 Nivel de confianza: 95%
k ≈ 2,32
UExp = k * µC = 0,11 ms
3) CmA = mAmed. – mAprog.
Dónde: CmA = (corrección de mA) mAmed. = (mA medido, [Pinza])
mAprog = (mA programado)
µ(s) = desviación / √(3) = 0,171 / √(3) = 0,098
µ(Res) = Resoluciónpatron / √(12) = 0,1 / √(12) = 0,087
µ(Res) = ResoluciónEBP / √(12) = 1 / √(3) = 0,289
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µC = √(µ(Res_EBP)
2
2
2
+ µ (Res_patron) + µ(Exa) )
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= 0,3172
Veff = 151,11 Nivel de confianza: 95%
k ≈ 2,0
UExp = k * µC = 0,64 mA
6.
DOCUMENTOS Y REGISTROS RELACIONADOS
I-VMBIO-24 Instructivo de Manejo del TNT 12000 para calibración de Rayos X
R-VMBIO-04 Certificado de Calibración de Rayos X
7.
8.
BIBLIOGRAFIA
•
Manual del Usuario del TNT 12000
•
Norma IEC 60601-1-3
•
Protocolo ARCAL
CONTROL DE CAMBIOS
VERSIÓN
FECHA DE REVISIÓN
DESCRIPCIÓN DEL CAMBIO
0
2013-11-18
Creación del documento
1
2014-09-25
2
2015-04-20
Estandarización del
procedimiento;
Estimación de la Incertidumbre
Inclusión de la fórmula de
corrección del rendimiento a un
metro, e inclusión de otros
valores de kV en la prueba de
rendimiento de la Dosis
PARTICIPANTES
Ing. Carlos Giraldo – Validación y
Metrología
Ing.
Carlos
Giraldo
Coordinador del Laboratorio
–
Ing.
Carlos
Giraldo
Coordinador del Laboratorio
–
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