ENSAYO DOSIMETRICO UTILIZANDO PELÍCULAS RADIOCRÓMICAS

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1 ENSAYO DOSIMETRICO UTILIZANDO PELÍCULAS RADIOCRÓMICAS M. W. Oliveira da Silva 1, L. V. Canevaro 1, B. B. D. Rodrigues 1, 2 1 Serviço de Física Médica. Instituto de Radioproteção e Dosimetria (SEFRI/IRD). Av. Salvador Allende s/n - Recreio dos Bandeirantes CEP: Rio de Janeiro, RJ - Brasil. 2 Programa de Pós-graduação em Engenharia Nuclear. Universidade Federal do Rio de Janeiro. RuaHorácio Macedo, Cidade Universitária, Rio de Janeiro, RJ - Brasil. maurowilson@gmail.com La dosimetría a pacientes en radiología intervencionista es compleja, debido a la dificultad de identificar las áreas irradiadas de la piel, como también a las diversas proyecciones utilizadas, diferentes tamaños de campo, calidades de radiación, distancias foco-piel y distancia focointensificador de imagen. Estas intervenciones complejas requieren prolongados tiempos de fluoroscopia y la adquisición de un gran número de imágenes para documentar la lesión y los resultados. El objetivo de este trabajo fue evaluar la exposición de pacientes utilizando películas radiocrómicas. Se determinó el kerma en la superficie de entrada (KSE) en la espalda de los pacientes utilizando películas Gafchromic XR- RV2, adecuadamente colocadas durante la realización de cada procedimiento intervencionista. Las mediciones fueron realizadas en tres servicios de hemodinámica en Río de Janeiro, Brasil.. Se realizó un análisis dosimétrico en una muestra de 29 procedimientos, registrándose también el tiempo de exposición de cada uno. Los valores del tercer cuartil (percentil 75) para kerma en la superficie de entrada fueron 0,5 Gy y 3 Gy para CA y PTCA, respectivamente. El tercer cuartil para los tiempos de irradiación fueron 6,6 minutos para CA y 17 minutos para PTCA. El método utilizado para determinar el KSE y su distribución en la espalda del paciente resultó eficaz y seguro no interfiriendo en la realización de los procedimientos. Aun cuando estos procedimientos están ampliamente justificados debido a la relación costo-beneficio, es extremamente necesario que las prácticas sean optimizadas para evitar exposiciones innecesarias del paciente, si consideramos que se midieron valores de dosis superiores al umbral para la manifestación de efectos deterministas. Palabras claves: Radiología intervencionista, dosimetría a paciente, películas radiocrómicas y kerma en la superficie de entrada. INTRODUCCIÓN Según la Publicación 85 de la ICRP, los procedimientos de radiología intervencionista comprenden intervenciones terapéuticas y de diagnóstico, por acceso percutáneo o de otra índole, realizadas generalmente bajo anestesia local o sedación, utilizando la imagen fluoroscópica para localizar la lesión/lugar de tratamiento, control del régimen, así como para controlar y documentar la terapia [1]. Los procedimientos da radiología intervencionista ofrecen importantes beneficios para el paciente, y sus aplicaciones están aumentando rápidamente. Estos procedimientos son considerados una práctica especial, que proporcionan altas dosis al paciente, en algunos casos superando los umbrales de efectos deterministas [2-6]. En 1994, la US Food and Drug Administration (FDA) llamó la atención sobre los graves daños inducidos en los pacientes durante los procedimientos guiado por fluoroscopia y más tarde, otros autores han informado de varios casos de daños en la piel durante la irradiación de los pacientes en radiología y cardiología intervencionista [2, 3, 5]. La Unión Europea también ha intensificado la preocupación por estos aspectos. El seguimiento de las dosis en los procedimientos de intervención es obligatoria en algunos países europeos, que requieren la medición y registro de las dosis en los pacientes [7]. Varios métodos dosimétricos se han propuesto y probado [8, 9, 10], basados en diferentes enfoques para obtener la distribución de dosis en la piel, tales como el uso de dosímetros termoluminiscentes, películas lentas radiográficas, películas radiocrómicas, etc [5]. En Brasil, no existe una normativa específica relativa a la protección radiológica de los pacientes en radiología intervencionista y no se han establecido protocolos para el control de las dosis. Por estas razones, es necesario estudiar y aplicar metodologías adecuadas para el control de estas dosis a fin de optimizar la protección de los pacientes, manteniendo una información diagnóstica adecuada.

2 La dosimetría a pacientes en radiología intervencionista es compleja, debido a la dificultad de identificar las áreas irradiadas de la piel, como también a las diversas proyecciones utilizadas, diferentes tamaños de campo, calidades de radiación, distancias foco-piel y distancia foco-intensificador de imagen, etc. Estas intervenciones complejas requieren prolongados tiempos de fluoroscopia y la adquisición de un gran número de imágenes para documentar la lesión y los resultados. El objetivo de este trabajo fue evaluar la exposición de pacientes utilizando películas radiocrómicas. MATERIAL Y MÉTODO Instituciones participantes Las mediciones fueron realizadas en tres servicios de hemodinámica de Río de Janeiro, Brasil: un hospital público de referencia en cardiología intervencionista que posee tres salas de hemodinâmica (A1, A2, A3), un hospital particular de gran envergadura (B1) y un hospital particular de mediana envergadura (C1). Pacientes y procedimientos intervencionistas Se obtuvieron datos en una muestra de 29 pacientes sometidos a procedimientos intervensionistas, durante angiografías coronarias (CA) y procedimientos terapéuticos como angioplastias coronarias transluminares percutáneas (PTCA) con uno o varios stents consecutivos o combinados. También se incluyeron en este estudio procedimientos cardíacos eletrofisiológicos, de aortoplastia, arteriografia pulmonar, estudios eletrofisiológicos, terapia celular como fijación de células tronco, entre otros procedimientos complejos. Los pacientes fueron previamente preparados para los procedimientos, de acuerdo con la práctica clínica de la institución y concientizados sobre los riesgos y la complejidad del procedimiento. Equipos de fluoroscopía de las instituciones Sala A1 Equipo marca X-PRO modelo Arcomax N, constituído por un tubo de rayos X apropiado para procedimientos intervencionistas, con rangos de tensiones aplicadas al tubo entre 50 y 120 kvp. La colimación del campo de irradiación puede realizarse mediante un colimador en iris (raramente usado) o mediante un colimador ajustable compuesto por un conjunto de cuatro láminas móviles. El equipo posee intensificador de imagen con modos de magnificación 13, 17 y 23 cm de diámetro; dos modos de imagen: fluoro y cine (digital). La filtración total del haz de rayos X fue estimada en 1,9 mm Al equivalente, a partir de la medida del espesor hemirreductor. Para fluoroscopia, el sistema dispone del modo de fluoro pulsada, con frecuencias nominales de pulsos de 15, 30 y 60 imágenes/s. Existen tres modos de tasa de fluoro, denominados low, normal y high. Salas A2, A3, B1 y C1 Equipo marca Siemens, modelo COROSKOP HIP T.O.P., con rangos de tensiones aplicadas al tubo entre 50 y 125 kvp,.el sistema dispone de tres modos de magnificación: 13, 17 y 23 cm de diámetro; dos modos de imagen: fluoro y cine (digital). El equipo tiene control automático de exposición, de manera que los parámetros de ajuste son compensados mediante la variación del kilovoltaje, de la corriente y del ancho de pulso. El equipo dispone de un filtro de 0,2 mm de cobre y también del chamado colimador cardíaco, que consiste en láminas de aluminio que pueden ser desplazadas hacia la región irradiada, para compensar efectos de brillo intenso en la imagen, cuando en alguna región de la imagen no hay atenuación y el haz incide directamente sobre el intensificador de imagen. Para fluoroscopia, el sistema dispone de los modos de fluoro continua y pulsada, con pulsos de 0 (continua), 15 y 30 imágenes/s. En el modo de cine, se puede seleccionar la frecuencia y el tiempo máximo de adquisición, siendo la mas utilizada la de 15 imágenes/s. Existen dos modos de tasa, denominados fluoro y fluoro+, siendo el modo fluoro el mas usado. Películas radiocrómicas Gafchromic XR- RV2 En este trabajo, para el mapeo del kerma en la superficie de entrada en la espalda de los pacientes se utilizaron películas

3 radiocromicas Gafchromic XR- RV2 (International Specialty Products, Wayne, NJ) tamaño 43x35 cm. Una película radiocromica consiste en una capa de gel radiosensible insertada entre dos hojas de protección. Cuando la película es irradiada, el gel sufre polimerización y produce un oscurecimiento visible. El grado de oscurecimiento es proporcional a la dosis de radiación administrada en el gel, y ésta es relativamente poco afectada por la luz visible. Otras propiedades dosimétricas favorables de este tipo de películas son: material compuesto de tejido equivalente, alta sensibilidad y amplio rango de dosis, excelente resolución en 2D y no tienen dependencia energética [11]. La película radiocrómica fue cuidadosamente colocada durante la realización de cada procedimiento intervencionista; sobre la mesa de procedimientos, debajo de la colchoneta donde se acuesta el paciente en posición supina (Figura 1). Como la película es irradiada antes de que el haz penetre en el paciente, se registran en ella solamente los campos de irradiación y no las regiones anatómicas del paciente. La metodología se aplica para cuantificar y mapear el kerma en la superficie de entrada en la espalda del paciente. Estudiando detalladamente las imágenes se puede evaluar algunos parámetros, como las condiciones y geometría de irradiación, distribución de los campos y su intensidad, el posible solapamiento de los campos de radiación, etc. También se registró el tiempo de exposición de cada procedimiento. Figura1. Colocación de la película radiocrómica. RESULTADOS Y DISCUSIÓN La muestra de 29 pacientes consistió de 8 pacientes del sexo femenino y 21 del sexo masculino. En la figura 2, se muestra la cantidad de procedimientos estudiados. La tercera columna comprende todos los otros procedimientos complejos de baja frecuencia, o aquellos realizados solamente en pacientes con patologías raras o en estudios científicos de la propia institución, como en el caso da terapia con células tronco. También se puede observar que la frecuencia de CA es mayor que la PTCA, ya que los procedimientos de CA son diagnósticos y los de PTCA son terapéuticos, o sea, no todos los pacientes que se someten a un procedimiento de CA serán sometido a PTCA.

4 Frecuencia de pacientes (%) Frecuencia de Procedimientos (%) 45% 30% 15% 0% PTCA CA Otros Procedimientos Figura 2. Número de procedimientos realizados en las instituciones participantes En la figura 3 se muestra la distribución por edad de los pacientes sometidos a los procedimientos estudiados. Se observa que la mayor parte de los pacientes se encuentra en el rango de 41 a 80 años de edad; principalmente después de los 60 años. Este hecho es constatado por el Sistema Único de Salud del Ministerio de la Salud de Brasil según el cual en Brasil el índice de internaciones por problema cardíacos es alto, con mayor incidencia en pacientes con mas de 60 años [12]. 45% 30% 15% 0% 41 a a a a a 90 Edad de los pacientes (años) Figura 3. Distribución de la edad de los pacientes estudiados En la figura 4 se muestra la distribución de los tiempos de duración de los procedimientos, el tercer cuartil para los tiempos de irradiación fue 6,6 minutos para CA y 17 minutos para PTCA. Los mayores tiempos de exposición, superiores a 41 minutos fueron registrados durante procedimientos de electrofisiología; estos procedimientos son mas complejos y exigen mayor tiempo de irradiación al paciente para alcanzar el objetivo de la terapia. Por esta razón, los procedimientos electrofisiológicos son los que generan mas preocupación con el paciente. Por otro lado, estos procedimientos, de manera general, son realizados en una única proyección del tubo de rayos X, de manera que el paciente es muy irradiado en apenas una región de la espalda. Así, se hace necesario realizar un seguimiento ( follow up ) de estos pacientes para mitigar los posibles efectos de una probable lesión en la piel, o sea, amenizar los daños de un efecto tisular nocivo.

5 Frecuencia de procedimientos (%) 30% 20% 10% 0% 0 a 5 6 a a a a a a a a 90 Tiempo de duración de los procedimientos (min) Figura 4. Tiempo de duración de los procedimientos En la figura 5 se muestra la distribución del kerma en la superficie de entrada para todos los pacientes monitorados. Existen valores que superan los 2 Gy en algunas regiones irradiadas. Factores que contribuyen para la dosis en el paciente son: tamaños de magnificación, frecuencia de los modos fluoroscopia y cine, distancia foco-paciente, cantidad de imágenes necesarias para documentar el procedimiento o terapia y tiempo de duración de los procedimientos. Algunos parámetros pueden ser ajustados a fin de reducir la dosis al paciente, pero otros son de ajuste automático del equipo de fluoroscopia; por ejemplo, en el caso de pacientes obesos, el control automático de exposición producirá un aumento de la técnica radiográfica para que la calidad de la imagen no sea perjudicada. Este aumento implicará en un aumento de la dosis en la piel del paciente. Los valores del tercer cuartil (percentil 75) para kerma en la superficie de entrada fueron 0,5 Gy y 3 Gy para CA y PTCA, respectivamente. Figura 5. Distribución del kerma en la superficie de entrada

6 En la figura 6 se muestran imágenes digitalizadas de películas Gafchromic XR- RV2, en las que se puede observar la distribución de los campos en la espalda del paciente, para procedimientos de angioplastia. A partir de la intensidad de los campos, se puede calcular el valor del kerma en la superficie de entrada del paciente. En el caso particular de la figura 6d, a máxima dosis en la piel (MDP) del paciente llegó a 6 Gy en una pequeña área de la piel en que tres proyecciones fluoroscópicas se superpusieron. En el resto de la película se identifican también otras proyecciones con valores menores a 6 Gy, resultantes de otras incidencias do tubo de rayos X realizadas durante el procedimiento. (6a) (6b) (6c) (6d) CONCLUSIONES (6e) (6f) (6g) Figura 6. Películas Gafchromic XR- RV2 digitalizadas El método utilizado para determinar el kerma en la superficie de entrada y su distribución en la espalda del paciente resultó eficaz y seguro no interfiriendo en la realización de los procedimientos. Aun cuando estos procedimientos están ampliamente justificados debido a la relación costo-beneficio, es extremamente necesario que las prácticas sean optimizadas para evitar exposiciones innecesarias del paciente, si consideramos que se midieron valores de dosis superiores al umbral para la manifestación de efectos deterministas.

7 REFERENCIAS 1. INTERNATIONAL COMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION (ICRP), Avoidance of radiation injuries from medical interventional procedures., in Publication 85, Pergamon Press, FOOD AND DRUG ADMINISTRATION (FDA). Avoidance of serious X ray induced skin injuries to patients during fluoroscopically guided procedures. Med. Bull. 24(2), 1-17 (1994). 3. KOENIG, T.R., WOLFF, D., et al. Skin injuries from fluoroscopically guided procedures: Part 2, Review of 73 cases and recommendations for minimizing dose delivered to patient. Am. J. Roentgenol. 177(1), (2001). 4. VAM DAM J., BOSMANS H., et al. Characteristics of dosemeter types or skin dose measurements in pratice. Radiation Protection Dosimetry, vol 117, nº1-3, pp , VANO E., GONZALEZ L., et al. Evaluation of risk of deterministic effects in fluoroscopically guided procedures. Radiation Protection Dosimetry, vol 117, nº 1-3, pp , VANO, E., GOICOLEA, J., et al. Skin radiation injuries in patients following repeated coronary angioplasty procedures. Br. J. Radiol.74(887), (2001). 7. ROAL DECREE 1976/1999, from the Health and Consumer Affairs Department. Establishing Quality Criteria in Radiodiagnostics. In Spanish State Official Bulletin ( Boletin Oficial del Estado ) January, pp (1999) (in Spanish). 8. AD DEN BOER, B. S. et al. Real-time quantification and display of skin radiation during coronary angiography and intervention. Circulation 104, (2001). 9. FLETCHER, D.W., MILLER, D.L., et al.comparison of four techniques to estimate radiation dose to skin during angiographic and interventional radiology procedures. J. Vasc. Interv. Radiol. 13(4), , GUIBELALDE E., VANO E., et al. Pratical aspects for the evaluation of skin doses in intreventional cardiology. British Journal of Radiology, nº 76, pp , Blair, A., Meyer, J. Characteristics of Gafchromic XR-RV2 radiochromic film. Medical Physics, Vol. 36, No. 7, pp , GRUPO DE ESTUDO DE INSUFICIÊNCIA CARDÍACA, Revisão das II Diretrizes da Sociedade Brasileira de Cardiologia para o Diagnóstico e Tratamento da Insuficiência Cardíaca. Sociedade Brasileira de Cardiologia, 2002.