PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA. Parte 6 Propiedades y seguridad de las fuentes y equipos de radioterapia usados en braquiterapia

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1 OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 6 Propiedades y seguridad de las fuentes y equipos de radioterapia usados en braquiterapia International Atomic Energy Agency

2 Braquiterapia El uso de fuentes radiactivas en zona muy cercana al área blanco de la radioterapia Implante de mama usando alambre radioactivo de Ir-192 Rayos X de un implante ginecológico que emplea un aplicador cargado con fuentes de Cs-137 Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 2

3 Panorámica de la braquiterapia La braquiterapia emplea fuentes radiactivas encapsuladas para entregar una alta dosis a los tejidos cercanos a la fuente Braqui (del griego) = corta (la distancia) La ley del cuadrado inverso determina la mayor parte de la distribución de dosis Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 3

4 Braquiterapia Se caracteriza por fuertes gradientes de dosis Se dispone de múltiples técnicas y fuentes Los implantes son altamente personalizados según el paciente Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 4

5 Braquiterapia Utilización de materiales radiactivos en contacto directo con los pacientes - más problemas de seguridad radiológica que en la radioterapia por haz externo Menos del 10% de los pacientes de radioterapia son tratados mediante braquiterapia Por pacientes tratados; el número de accidentes en braquiterapia es considerablemente mayor que en la terapia por haz externo Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 5

6 Objetivos de la Parte 6 Conocer las fuentes radiactivas típicas usadas en el tratamiento del cáncer Conocer sobre los diversos tipos y técnicas de implante Conocer las implicaciones de los implantes de por vida respecto a la carga manual, y a la diferida remota Comprender las diferencias entre los equipos de braquiterapia de baja y de alta tasa de dosis Conocer sobre algunas técnicas de implante especiales actuales (implantes-semilla en próstata, braquiterapia endovascular) Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 6

7 Contenido Conferencia 1: Fuentes y equipos de braquiterapia Conferencia 2: Técnicas de braquiterapia (incluyendo las técnicas especiales como los implantes de semilla en próstata y la braquiterapia endovascular) Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 7

8 Flujo de la información de braquiterapia en el curso Parte 2: Física Parte 6: Braquiterapia (Descripción de técnicas y equipos) Parte 11: Buenas prácticas en braquiterapia (la información se ofrece en el contexto de las NBS con énfasis en protección radiológica) Partes 14 (Transporte), 15 (Seguridad de fuentes) y 16 (Alta de los pacientes): Información adicional y de apoyo - la mayoría directamente relacionada con la práctica de radioterapia Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 8

9 OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia Parte 6 Braquiterapia Conferencia 1: Braquiterapia. Fuentes y Equipos International Atomic Energy Agency

10 Objetivos Comprender el concepto de fuente sellada' Conocer los isótopos más comunes usados para braquiterapia Conocer sobre las reglas generales para la manipulación y ensayo de las fuentes Conocer las diferencias entre los implantes permanentes, aplicaciones de baja y de alta tasa de dosis Comprender los principios básicos del diseño de los equipos de braquiterapia Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 10

11 Contenido 1. Fuentes selladas 2. La fuente ideal para la radioterapia 3. Fuentes de braquiterapia en uso Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 11

12 Henri Becquerel ( ) Descubrió la radiactividad en 1896 Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 12

13 1. Fuentes selladas OIEA. NBS. Glosario: Material radiactivo que está: a. permanentemente encerrado en una cápsula, o b. estrechamente envuelto y en forma sólida. En otros términos: la actividad está confinada en su portador y la contaminación del ambiente no es posible mientras la fuente se mantenga íntegra. Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 13

14 Fuentes selladas Tienen una actividad que puede ser derivada a partir de un certificado de calibración y del período de semidesintegración del isótopo (nada se perdió) Su integridad DEBE verificarse periódicamente - una buen procedimiento para esto son las pruebas de frotis Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 14

15 Fuentes selladas y no selladas en radioterapia Ambas se emplean para tratar el cáncer Las fuentes selladas se emplean para braquiterapia - se analizan aquí Las fuentes no selladas pueden utilizarse para tratamientos sistémicos - son objeto de análisis en más detalle en el curso sobre Medicina Nuclear Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 15

16 Algunos ejemplos de fuentes no selladas en radioterapia I-131 para tratamiento de tiroides Sr-89 y Sm-153 para el tratamiento de metástasis ósea P-32 para cánceres hematológicos Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 16

17 Nota Todas las fuentes de braquiterapia son de una actividad tal que las hace objeto de preocupación regulatoria' Por consiguiente, las personas que las solicitan, las que las reciben, las que las manipulan, las que las almacenan y las que las evacuan deben tener una capacitación apropiada y poseer la licencia correspondiente Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 17

18 2. La fuente ideal para braquiterapia Qué ustedes consideran sería deseable de una fuente ideal para braquiterapia? Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 18

19 La utilidad clínica se determina por Período de semidesintegración = tiempo transcurrido en el cual la mitad de la actividad original está aún presente en la fuente Actividad específica = actividad por unidad de masa del material. Mientras más alta la actividad específica, más pequeña se puede fabricar la fuente de una determinada actividad La energía de la radiación determina el alcance de la radiación en el tejido (ASÍ COMO los requisitos para el blindaje) Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 19

20 La fuente ideal para braquiterapia Emisor gamma puro - los beta o alfa resultan demasiado cortos su alcance lo que resulta en dosis muy elevadas a volúmenes pequeños alrededor de la fuente Energía gamma media Suficientemente alta para tratar el blanco con una dosis homogénea Suficientemente baja para evitar los tejidos normales y reducir los requerimientos de blindaje Actividad específica alta Conveniente también para las aplicaciones de alta tasa de dosis Tamaño pequeño Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 20

21 La fuente ideal para braquiterapia Producto de desintegración estable Para los implantes temporales: período de semidesintegración largo permite re-uso económico de las fuentes Para los implantes permanentes: período de semidesintegración medio Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 21

22 3. Las fuentes reales de braquiterapia Una variedad de tipos de fuentes e isótopos está actualmente en uso Difieren para las diferentes aplicaciones por Período de semidesintegración, Tamaño (actividad específica) y Energía de la radiación Cuando se decide sobre una fuente también hay que tener presente los requisitos para el blindaje Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 22

23 Fuentes de braquiterapia Radionucleido T 1/2 Energía de los Fotones (MeV) HVL (mm Plomo) Ra a (0.83 prom) 8.0 Rn d (0.83 prom) 8.0 Co a 1.17, Cs a Ir d (0.38 prom) 2.5 Au d I d prom Pd d prom Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 23

24 Tipos de fuentes de braquiterapia (ICRU report 58) Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 24

25 Fuentes de braquiterapia El primer isótopo utilizado clínicamente fue el radio alrededor de 1903 Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 25

26 Fuentes de braquiterapia Sin embargo, el radio y el radón tienen sólo importancia histórica - no deben ser usados en un departamento de radioterapia moderno Debido a: Espectro de energía ancho que conduce a altas dosis cerca de la fuente e incluso en los alrededores del paciente - blindaje difícil El radón, producto de la transformación del radio, es un gas noble que es muy difícil contener - riesgo de contaminación El período de semidesintegración largo significa que la disposición es muy difícil Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 26

27 Fuentes populares: Cs-137 Cesio 137 Sustituto principal del radio Mayormente usado en las aplicaciones ginecológicas Período de semidesintegración largo de 30 años necesaria corrección del decaimiento cada 6 meses Las fuentes son caras y deben ser sustituidas cada 10 o 15 años Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 27

28 Fuentes populares: Ir-192 Iridio 192 Múltiples formas disponibles La fuente más importante para las aplicaciones de alta tasa de dosis Período de semidesintegración medio (75 días) - corrección del decaimiento necesaria para cada tratamiento Se necesita sustituir cada 3 o 4 meses para mantener la actividad eficaz y con ello un tiempo del tratamiento aceptable Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 28

29 Fuentes populares: Ir-192 Iridio 192 Actividad específica alta - por tanto pueden miniaturizarse incluso las fuentes de alta actividad esenciales para las aplicaciones de alta tasa de dosis Algo más fácil de blindar que el Cs-137 porque las energías gamma del Ir-192 están en el rango de 136 a 1062keV (la energía eficaz alrededor de 350keV) Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 29

30 Fuente de Ir-192 de HDR 10 Ci (370GBq) Diámetro del orden de 1mm Longitud del orden de 10mm Doble encapsulado Acoplada a un cable de acero Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 30

31 Fuente de HDR: anisotropía de dosis Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 31

32 Fuentes populares: I-125 Energía muy baja - por tanto el blindaje resulta fácil y la radiación desde un implante es fácilmente absorbida en el paciente: son posibles los implantes permanentes Principalmente usado en la forma de semillas Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 32

33 Semillas de I-125 Varios diseños Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 33

34 Semillas de I-125 Objetivos y características del diseño: Fuente sellada Encapsulado no tóxico, compatible con el tejido Distribución isotrópica de dosis Radio-opacidad para su localización Mentor Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 34

35 Visibilidad de semillas de I-125 ante los rayos X Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 35

36 Semillas de I-125 Un diseño diferente: Radio-opacidad para la visualización por rayos X Deseable compatibilidad con MRI Ninguna contaminación Ej. de fuente Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 36

37 Simetría de la distribución de dosis Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 37

38 Otros isótopos empleados en las semillas Paladio 103 Oro 198 Período de semidesintegración 17 días - tasa de dosis aproximadamente 2.5 veces mayor que la del I días - suficientemente corto para permitir que la actividad decaiga dentro del paciente Energía 22 kev 412 kev TVL plomo 0.05mm alrededor de 8mm Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 38

39 Fuentes de braquiterapia Variedad de configuraciones y formas de las fuentes Pastillas Semillas Agujas Tubos Horquillas de cabello Alambre Fuentes de HDR Esferas de aproximadamente 3mm de diámetro Cilindros pequeños de aproximadamente 1mm y 4mm de longitud Entre 15 y 45mm de longitud activa De aproximadamente 14mm de longitud, usados para los implantes ginecológicos Con forma de 'horquillas de cabello', aproximadamente 60mm de longitud activa Cualquier longitud, normalmente se personalizan en el hospital - se pueden añadir extremos inactivos Cilindro de alta actividad en miniatura de aproximadamente 1mm diámetro, 10mm de longitud Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 39

40 Ejemplos de formas de fuentes Semillas (discutidas antes): Contenedores pequeños por la actividad Escala en mm Generalmente I-125, Pd-103 o Au-198; para implantes permanentes tales como cáncer de próstata Agujas y horquillas de cabello: Para implantes 'de por vida' en la sala de operaciones - la actividad se introduce directamente en la región blanco del paciente Por lo general Ir-192 para implantes temporales por ej. de la lengua Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 40

41 Forma de la fuente: alambre de Ir-192 Se usa para implantes intersticiales de LDR Corte a la longitud necesaria antes del implante, para satisfacer a cada paciente Se corta empleando técnica manual o cortador... Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 41

42 Forma de la fuente: alambre de Ir-192 Actividad entre 0.5 y 10mCi por cm Usado para implantes intersticiales Tasa de dosis de baja a media Puede cortarse a partir de enrollados de 50cm de largo, con la longitud deseada para cada paciente Medición de longitud Controles del movimiento Blindaje Cortador de alambre Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 42

43 Ejemplo de forma de fuente Actividad entre 0.5 y 10mCi por cm Usado para implantes intersticiales Tasa de dosis de baja a media Puede cortarse a partir de enrollados de 50cm de largo, con la longitud deseada para cada paciente Medición de longitud Controles del movimiento Blindaje Cortador de alambre Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 43

44 Requisitos de las NBS: Apéndice IV.8. Los titulares registrados y los titulares licenciados, en cooperación específica con los suministradores, deberán velar por que se cumplan las siguientes responsabilidades, cuando proceda: a) contar con una fuente bien diseñada y construida que: i. ofrezca condiciones de protección y seguridad que estén en conformidad con las Normas; ii. se ajuste a las especificaciones técnicas, de comportamiento y de funcionamiento; iii. satisfaga normas de calidad que estén en consonancia con la significación de los componentes y sistemas para la protección y la seguridad; b) hacer que las fuentes se ensayen para demostrar su conformidad con las especificaciones correspondientes; c) facilitar, en un idioma de uso internacional, aceptable para el usuario, información sobre la instalación y el uso correctos de la fuente y sobre los riesgos de ella derivados. Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 44

45 Resumen Una amplia variedad de fuentes radiactivas ha sido empleada en la braquiterapia en muchas formas físicas diferentes Las fuentes más comunes son Cs-137, Ir-192 y I-125 La verificación periódica de la integridad de la fuente es esencial para asegurar que la fuente puede ser considerada sellada ' Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 45

46 Referencias Johns H E and Cunningham J R 1983 The Physics of Radiology, 4th edition (Springfield: C Thomas) Khan F M 1994 The Physics of Radiation Therapy, 2nd edition (Williams & Wilkins, Baltimore) Williams J R and Thwaites D I 1993 Radiotherapy Physics in Practice (Oxford: Oxford University Press) Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 46

47 Preguntas? Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 47

48 Pregunta Por qué se usaría Au-198 para braquiterapia? Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 48

49 Algunas claves para responder Las características claves del Au-198 son: Fuentes pequeñas (semillas) Período de semidesintegración corto (2.7 días) Material inerte Energía de los fotones 412keV Por tanto, ideal para implantes permanentes Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 49