vi congreso de protección radiológica protección radiológica
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Protección Radiológica
Jorge Anselmo Puerta Ortiz
japuerta@unal.edu.co
VI Congreso de Protección Radiológica
2
EFECTOS BIOLOGICOS Física. Se deposita la energía en:
ADN
Orgánulos
Proteinas libres (enzimas…)
Medio acuoso (70% - 85%)
Química
producción de “pre” radicales del agua (H2O+, H20● y esub)
Reducción radicales del agua
Producción radicales libres
Biológica
Ruptura del ADN
Reparación
Replicación
EFECTOS BIOLOGICOS 1. Las radiaciones pueden interactuar en cualquier
parte de la célula.
2. Los efectos producidos por las radiaciones no se distinguen de otros producidos por otros agentes externos ( químicos etc.).
3. Los efectos no se manifiestan inmediatamente pueden pasar días, meses o años.
4. Existe una relación directa del efecto biológico con respecto a las dosis recibidas.
3
4
Exposición de la célula
5
En cuanto el Δt entre dos eventos sea mayor, existe la probabilidad de reparación o adaptación a la injuria. Mecanismos Directos e indirectos
Exposición de la célula
6
Radicales libres son moléculas o fragmento de moléculas que poseen electrones desapareados en sus orbitales externos
Proteína Enzima ADN Membrana
En un medio no oxigenado medio oxigenado
Rad + molécula crítica
Exposición de la célula
7
Rad + molécula crítica Proteína Enzima ADN Membrana
Efectos directos
¡La radiación
impacta el
núcleo de la
célula!
Sin cambio
Mutación del
ADN
Exposición de la célula
8
Resultados tras la exposición de la célula
Mutación del ADN La célula
sobrevive pero
mutada
¿Cáncer?
Célula muerta
Reparación de la
mutación
Célula inviable
Célula viable Alteración de la
base
Quebradura simple de
ligamento
Sitio abásico
9
Etapa biológica
Unión cruzada DNA-
DNA
Unión cruzada
DNA-proteína
Dímero de bases
pirimidínicas Pérdida de bases
Cambio de bases
Rotura de la doble hebra Rotura de puentes de
hidrógeno
Rotura de la hebra
simple
Las lesiones radioinducidas en el ADN son diversas: roturas, cambios en las bases, uniones cruzadas
En algunos casos, las lesiones en el ADN se traducen en aberraciones cromosómicas, cuyo recuento puede utilizarse para estimar la dosis absorbida (dosimetría biológica)
Tipo rotura Frecuencia
(por Gy)
Simple
(subletal)
500 – 1000
Doble
(Letal)
40
Bases nitr. 800 – 1000
U. cruzada 150
Otros
10
Aberraciones cromosómicas
11
Linfocitos en metafase con
aberraciones cromosómicas
Radioinducida
DIC = dicéntricos,
AN = anillo céntrico,
AC = acéntrico
Daño celular
Reparación
Mitosis
Mitosis Línea celular normal
Cepa inviable
(necrosis)
Cepa viable
Línea celular inocua
Línea celular “anómala”
Eliminación por el sist.
inmunológico
Carcinogénesis
Anomalía
hereditaria
Memoria
12
13
Radiosensibilidad Organización tisular
14
Efectos deletéreos
Efectos
Somáticos se manifiestan en el mismo individuo
Hereditarios se manifiestan en los descendientes de la persona
irradiada
15
16
17
18
19
20
21
Infección
Sistema hematopoyético
Sistema Inmune
Sistema gastrointestinal
Piel
Testículo
Ovario
Pulmón
Cristalino
Tiroides
Sistema nervioso central
Infecciones Hemorragias
Esterilidad
Inmunosupresión
sistémica
Deshidratación
Desnutrición
Escamación
Esterilidad
Neumonía
Cataratas
Deficiencias
metabólicas
Encefalopatías y mielopatías
2 semanas
Algunas horas
1 semana
3 semanas
2 meses
< 1 mes
3 meses
> 1 año
< 1 año
Muy variable según dosis
0,5 2,0
0,1 1,0
2,0 5,0
3,0 10,0
0,2 3,0
0,5 3,0
8,0 10,0
0,2 5,0
5,0 10,0
15,0 30,0
Leucopenia Plaquetopenia
Linfopenia
Lesión del epitelio intestinal
Daño en la capa basal Aspermia celular
Muerte interfásica del oocito
Fallos en la barrera alveolar
Fallos en la maduración
Hipotiroidismo
Demielinización y daño vascular
Tejido Efecto Periodo de
latencia aproximado
Umbral aproximado
(Gy)
Dosis efectos severos
Causa
22
Efectos deterministas
11/23/2015
La frecuencia de un efecto determinístico particular, definido como una condición patológica clínicamente reconocible, se incrementa como una función de la dosis.
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Efectos deterministas
DETERMINISTAS ESTOCÁSTICOS
Umbral Sí
NO (cualquier mínima
radiación puede
producirlos).
Aparición de lesión 100% a partir del umbral.
Probabilística, aumenta con
la dosis. Curva sigmoidea
según “teoría del impacto”.
Gravedad del efecto Aumenta con dosis No depende de la dosis
Ejemplos
Cataratas (cristalino).
Lesión hematopoyética.
Dermatitis (eritema,
descamación, depilación,
fibrosis, pigmentación)
Cáncer de diferente
localización.
Mutaciones genéticas
hereditarias (descendencia).
Control Fácil control, con
radioprotección. Difícil. Evitar exposición.
Carácter del efecto Previsibles Imprevisibles
Lesión específica NINGUNA, son inespecíficas NINGUNA
RESUMEN (3)
29
Recomendaciones del
ICRP(1928-1950) ICRP-2 (1959) ICRP-26 (1977) ICRP-60 (1991) ICRP-103 (2007)
Publicaciones del ICRP
Sistema de limitación de dosis para trabajador ocupacional basado en: JUSTIFICACION OPTIMIZACION LIMITACION DE DOSIS
Principio de protección radiológica del paciente basado en: JUSTIFICACION OPTIMIZACION NIVELES DE REFERENCIA
Principios de Protección Radiológica, ICRP 60 – 1990 e ICRP 103 - 2007
Los principales problemas de Protección
Radiológica, para el paciente
• Radiología intervencionista
• Tomografía computarizada
• Radiología digital
• Radiación en niños
• Radiofármacos
• Radiación en Embarazo
30
IAEA
17.2: Optimización de la protección en Radiología Intervencionista 28
Doble angioplastia coronaria en un día seguidas de un
injerto debido a la complicación. Dosis 20 Gy (ICRP 85)
(a) 6-8 semanas tras la angiografía coronaria múltiple y procedimientos de angioplastia.
(b) 16-21 semanas
(c) 18-21 meses tras los procedimientos mostrando la necrosis tisular.
(d) Fotografía próxima de la lesión mostrada en (c).
(e) Fotografía tras el injerto de piel. (Fotografías cortesía de T. Shope & ICRP).
IAEA
17.2: Optimización de la protección en Radiología Intervencionista 29
(a) Placa esclerótica despigmentada con contorno hiperpigmentado a media espalda de un
paciente al que se le practicaron tres TIPS. Estos cambios se presentaron 2 años
después de los procedimientos y se describieron como típicos de radiodermitis crónica.
(Fotografía de Nahass y Cornelius, 1998).
(b) Placa ulcerada con un área rectangular de hiperpigmentación alrededor en mitad de la
espalda
(a) (b)
Shunt Portosistémico Transyugular
Intrahepático - TIPS -
IAEA
17.2: Optimización de la protección en Radiología Intervencionista 30
Opacidades inducidas por radiación en el cristalino de
un especialista de Radiología intervencionista sujeto a
niveles altos de radiación dispersa de un tubo de
rayos X sobre la mesa. Fotografía de Vañó et al. (1998).
ICRP 85
Optimización de la protección en
radiología digital
31
32
Transición de radiología convencional a digital
• Las imágenes digitales pueden procesarse numéricamente. ¡Esto no es posible en radiología convencional!
• Las imágenes digitales pueden trasmitirse fácilmente a través de redes y archivarse
• Debe prestarse atención al aumento potencial de dosis al paciente, debido a la tendencia a:
– Producir más imágenes de las necesarias
– Producir mayor calidad de imagen no indispensable para el propósito clínico
Dosis de radiación en radiología digital
• Las películas convencionales permiten
detectar errores si una técnica radiográfica
se usa erróneamente: las imágenes
salen demasiado claras u obscuras
• La tecnología digital proporciona al usuario
siempre una “buena imagen”, ya que su
rango dinámico compensa una selección de
técnica errónea, incluso si la dosis es más
alta de lo necesario
Curva característica del sistema de CR
HR-III
Película-Fuji Mammofine CEA
Respuesta digital
Kerma aire (mGy)
0.001 0.01 0.1 1
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
Densid
ad
El amplio rango de dosis del detector permite obtener una “razonable” calidad de imagen
Los detectores de panel plano (“flat panel”, que se discuten después) poseen un rango dinámico de 104 (desde 1 a 10,000) en tanto que un sistema pantalla-película tiene aproximadamente 101.5 (de 1 a 30)
Relación entre información diagnóstica y dosis al paciente
¿Tendencia a aumentar la dosis?
• En radiología digital, algunos parámetros que usualmente caracterizan la calidad de imagen (ej., el ruido) se correlacionan bien con la dosis
• En detectores digitales, dosis mayor produce mejor calidad de imagen (imágenes menos “ruidosas”)
• Realmente, al aumentar la dosis lo que mejora es la relación señal/ruido
• Así, puede aparecer una cierta tendencia a aumentar las dosis, especialmente en aquellas exploraciones en que no está disponible usualmente el control automático de exposición (ej., pacientes en cama)
Fluoroscopia digital
• En fluoroscopia digital hay un vínculo directo entre información diagnóstica (número de imágenes y calidad de las imágenes) y dosis al paciente
• La fluoroscopia digital permite producir muy fácilmente un gran número de imágenes (ya que no hay que colocar chasis o cambiadores de película como en sistemas analógicos).
• En consecuencia, la dosis al paciente probablemente aumentará sin ningún beneficio
Estudio de Axelsson (2000),
Exámenes gastro-intestinales:
El promedio de imágenes
radiográficas es
16 Con imágenes digitales :
68
11/23/2015
Técnicas Intervencionistas utilizando radiaciones son ahora practicadas por clínicos de muchas especialidades.
Mas clínicos son inconscientes del potencial daño que puede causar la radiación.
Los pacientes no son informados del riesgo de radiación.
El staff puede estar expuesto a altas dosis.
Hay técnicas disponibles para reducir la dosis en pacientes y el staff.
Radiología Intervencionista
11/23/2015
En algunos procedimientos, la dosis en la piel del paciente, se aproxima a algunas fracciones de las de radioterapia.
En pacientes jóvenes, las dosis en órganos puede incrementar sustancialmente el riesgo de cáncer radioinducido durante su vida.
Procedimientos neuroradiológicos pueden ser complejos y largos.
Altas dosis se deben frecuentemente a equipos inapropiados o técnicas pobres.
La irradiación en los ojos puede causar cataratas.
Radiología Intervencionista
Radiología Intervencionista Ejemplo de daño crónico
en la piel debido a una
acumulación de dosis en
piel de aprox. 20.000 mGy
(20 Gy) de una angiografía
coronaria y x2
angioplastías
21 meses después
del primer
procedimiento
11/23/2015
Embarazo y Radiación médica
International Commission Radiation Protection
11/23/2015
Menor
Menor
Mayor riesgo
Embarazo y Radiación médica
PERIODO DE GESTACIÓN
RIESGOS MÁS DESTACADOS
Dosis umbral
Inicio de embarazo Aborto espontáneo 1,0 Gy
2ª-8ª semanas Malformaciones fetales 0,5 Gy
8ª-15º semanas Retraso mental 0,4 Gy
26º sem - Final Escaso riesgo
Según momento de gestación (organogénesis: 1er T).
Efectos sobre el feto y el embrión (2)
Radiografía digital: trampas iniciales (1)
• Falta de entrenamiento (y personal reluctante a los ordenadores).
• Desajuste entre la densidad de imagen en el monitor y el nivel de dosis (y, como consecuencia, aumento de las dosis).
• Falta de conocimiento de las posibilidades de visión en los monitores (y capacidades del posprocesado).
• Cambios drásticos en las técnicas radiográficas o en los parámetros geométricos sin prestar atención a la dosis al paciente (la calidad de imagen es usualmente bastante buena con el posprocesado).
Radiografía digital: trampas iniciales (2)
• Antes de imprimir las imágenes, debe tomarse en consideración el criterio del radiólogo sobre la calidad de imagen
• La falta de visualización de una imagen previa en los monitores (por parte del radiólogo) podría dar lugar a una pérdida de información diagnóstica (contraste erróneo y selección de niveles de ventana hecha por el técnico)
• La calidad de la imagen a enviar (telerradiología) debe ser determinada adecuadamente, en particular cuando el reprocesado no es viable
Niveles de referencia
• En radiología digital, la evaluación de dosis al paciente debe realizarse más frecuentemente que en radiología convencional:
• Fácil mejora de la calidad de imagen • Uso desconocido de técnica de alta dosis
• Se recomienda la reevaluación de niveles de referencia locales cuando se introducen nuevas técnicas digitales para demostrar la optimización de los sistemas y establecer un valor de partida para futura evaluación de dosis al paciente
Resumen
• La radiología digital requiere cierto entrenamiento específico para beneficiarse de las ventajas de esta nueva técnica.
• La calidad de imagen y la información diagnóstica están íntimamente relacionadas con la dosis al paciente.
• La transmisión, archivo y recuperación de las imágenes puede también influir en la producción y en la dosis al paciente
• Los programas de Garantía de Calidad son especialmente importantes en radiología digital debido al riesgo de aumentar la dosis al paciente
Aplicaciones Médicas de la Radiación los escenarios y su problemática particular
Diagnóstico por imágenes ( la gran dosis colectiva)
El caso del embrión y la mujer gestante (mayor sensibilidad)
Radiología intervencionista (las lesiones graves)
Caso de los niños, los acompañantes y otros
Resumen
•Los efectos deterministas a pacientes y personal pueden evitarse implantando actuaciones prácticas de reducción de dosis.
•Las recomendaciones de la ICRP proporcionan un marco dentro del cuál los procedimientos de radiología intervencionista deben llevarse a cabo de manera segura, tanto para el paciente como para el personal.
Sistema de limitación de dosis para trabajador ocupacional basado en: JUSTIFICACION OPTIMIZACION LIMITACION DE DOSIS
Principio de protección radiológica del paciente basado en: JUSTIFICACION OPTIMIZACION NIVELES DE REFERENCIA
Principios de Protección Radiológica, ICRP 60 – 1990 e ICRP 103 - 2007
FUNDAMENTOS DE LA PROTECCIÓN
RADIOLÓGICA
LÍMITE DE DOSIS (mSv/año)
APLICACION
TRABAJADORES
PUBLICO
DOSIS EFECTIVA
20*
PROMEDIADOS EN PERÍODOS
DEFINIDOS DE 5 AÑOS
1**
DOSIS EQUIVALENTE
CRISTALINO
PIEL
MANOS Y PIES
150
500
500
15
50
50
LIMITES RECOMENDADOS POR LA ICRP 60 y 103, trabajador y público
* Con la condición adicional de no sobrepasar 50 mSv en un solo año
** En circunstancias especiales una dosis efectiva de 5mSv en un solo año, siempre
que la dosis media en 5 años consecutivos no sea superior a 1 mSv por año.
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Límites de dosis
DOSIS EFECTIVA DOSIS EQUIVALENTE
TE 100 mSv/5 años
máximo: 50 mSv/año
- Cristalino: 150 mSv/año
- Piel: 500 mSv/año /1cm2
- Manos, antebrazos, pies y
tobillos: 500 mSv/año
PÚBLICO 1 mSv/año - Cristalino: 15 mSv/año
- Piel: 50 mSv/ año
ESTUDIANTES
Mayores de 18 años: Límites de los TE
Entre 16 y 18 años: 6 mSv/año
Cristalino: 50 mSv/año; piel, manos, etc.: 150 mSv/año
Otros: Límite del público
En su cómputo NO se incluyen: dosis fondo natural ni dosis exposiciones médicas 53
2. Clasificación de los trabajadores expuestos
Por razones de vigilancia y control, los TE se
clasifican en:
PR de trabajadores expuestos
CATEGORÍA A Es probable que superen 6 mSv/año de
dosis efectiva, ó 3/10 de los límites de
dosis equivalentes para TE
CATEGORÍA B Es muy improbable que superen 6 mSv/año de
dosis efectiva, ó 3/10 de los límites de dosis
equivalentes para TE
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3. Clasificación de los lugares de trabajo
Se identificarán y delimitarán todos los lugares de trabajo en los que exista la posibilidad de recibir:
dosis efectivas superiores a 1 mSv por año oficial o una dosis equivalente superior a 1/10 de los límites de dosis para el cristalino, la piel y
extremidades Se establecerán las medidas de P.R. aplicables.
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3. Clasificación de los lugares de trabajo
ZONA VIGILADA
ZONA CONTROLADA
PR de trabajadores expuestos
Si es probable recibir dosis efectivas superiores a 1 mSv/año oficial o dosis equivalentes superiores a 1/10 de los límites de dosis para piel, extremidades y cristalino
Si es probable recibir dosis efectivas superiores a 6 mSv/año oficial o dosis equivalentes superiores a 3/10 de los límites para piel, extremidades y cristalino
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4. Información y formación
PR de trabajadores expuestos
• La FORMACIÓN previa de los TE constituye una medida importante de prevención de la exposición
• Antes de iniciar su actividad, serán informados e instruidos, a un nivel adecuado a su responsabilidad y al riesgo de exposición a RR.II. sobre: – Los riesgos radiológicos asociados y la importancia que reviste el
cumplimiento de los requisitos técnicos, médicos y administrativos.
– Las normas y procedimientos de PR y precauciones que se deben adoptar.
– En el caso de mujeres, la necesidad de declaración rápida de embarazo y lactancia, habida cuenta los riesgos que conlleva.
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23/11/2015 58
Niveles de Referencia
23/11/2015 59
Niveles de referencia
Nivel de registro
Nivel de investigación
Nivel de acción
23/11/2015 60
Nivel de registro
El nivel de registro deberá estar basado en 1/10 de la
fracción del límite anual, correspondiente al período de
tiempo al cual se refiere la medición del monitoreo
individual,
RL= 20 mSv x 0.1 / 12 = 0.17 mSv (mensual)
Todo resultado menor que el nivel de registro puede ser
descartado y considerado como cero al evaluar la dosis
o la incorporación
23/11/2015 61
Niveles de
investigación Para períodos mensuales de monitoreo o intercambio
IL= 20 mSv x 0.3 / 12 = 0.54 mSv
Por debajo del nivel de investigación toda consideración posterior es innecesaria.
Podría ser necesario cambiar los niveles de investigación, si cambiaran, por ejemplo, las condiciones del lugar de trabajo.
23/11/2015 62
Nivel de acción
Nivel para el que son necesarias acciones reparadoras o de protección.
Se aplica a la exposición crónica o a la exposición en situaciones de emergencia.
Los niveles de acción sirven para proteger al público.
Poseen exposición ocupacional relevante en situaciones de exposición crónica.
Es especialmente importante la exposición al radón en el puesto de trabajo.
23/11/2015 63
Los tipos de monitoreo dependen de
los objetivos
Rutina
Relacionado con tareas Especial
64
Muchas Gracias
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