PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA

1. PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN RADIOTERAPIA Parte 10 Buenas Prácticas incluyendo Protección Radiológica en EBT Conferencia 2: Dosimetría

2. Dosis en radioterapia • Es el agente terapéutico • Es alta - radioterapia significa administrar en el blanco la mayor dosis posible • Implica algún riesgo de complicaciones severas • Debe administrarse de manera muy exacta

3. Exactitud de la dosis requerida • Depende de la pendiente de la curva dosis-respuesta • La diferencia de un 5% en la dosis implica un 15 % de diferencia en la probabilidad de control del tumor para los pacientes de cabeza y cuello - esto es clínicamente detectable

4. Administración de la dosis dentro de un +/-5% Fuentes de incertidumbre: • Calibración/dosimetría absoluta • Dosimetría relativa (% dosis en profundidad, perfiles, factores de salida) • Planificación del tratamiento (incertidumbre estimada del orden de un +/- 2%) • Desempeño de la máquina en el día (+/- 2%) • Colocación y movimiento del paciente (+/- 3%) No hay mucho margen para el error en la dosimetría.

5. Objetivos • Entender los principios de la calibración del haz • Apreciar los objetivos de la dosimetría clínica • Identificar los métodos para la verificación de la dosis in vivo en pacientes que reciben radioterapia con haz externo

6. Contenido 1. Calibración 2. Dosimetría clínica • Adquisición de datos del haz • Mediciones en maniquí • Dosimetría “In vivo” 3. Auditorías externas

7. Dosimetría absoluta y relativa La dosimetría absoluta es una técnica que produce información directamente de la dosis absorbida en Gy. Esta medición dosimétrica absoluta es también calificada como calibración. Todas las mediciones posteriores son referenciadas a esta geometría estándar, es decir la realización de la dosimetría relativa. En general no se requieren factores en la dosimetría relativa puesto que esta es sólo la comparación de las lecturas de dos dosímetros, uno de ellos estando en condiciones de referencia.

8. 1. Calibración • Determinar la dosis absoluta en Gy en un punto de referencia en el haz • Determinar el haz en el tiempo o el número de unidades monitor requerido para administrar una dosis • Muy importante – si esto está mal, todo estará mal • En el marco de las NBS es parte de la optimización de la exposición médica

9. Optimización de la protección en la exposición terapéutica NBS Apéndice II.18. “Los titulares registrados y los titulares licenciados deberán velar por que: (a) la exposición del tejido normal durante las sesiones de radioterapia se reduzca al valor más bajo que pueda razonablemente alcanzarse y sea compatible con la administración de la dosis requerida al volumen blanco de planificación, y se utilicen blindajes protectores de órganos cuando sea factible y procedente; ... (e) se informe de los posibles riesgos a los pacientes.”

10. Nota importante sobre optimización • La dosis sólo al tejido normal deberá mantenerse tan baja como razonablemente se pueda conseguir • En la práctica, la dosis al blanco en radioterapia radical deberá ser tan alta como sea posible para maximizarlas probabilidades de control del tumor • Los dos requisitos pueden verse a veces como incompatibles – la clave está en el término “razonablemente” • Lo que es “razonable” es una decisión que el paciente y el clínico deben tomar

11. Nota importante 1. La dosis sólo al tejido normal deberá mantenerse tan baja como razonablemente se pueda conseguir 2. La dosis al blanco en radioterapia radical deberá ser tan alta como sea posible para maximizar las probabilidades de control del tumor • En la práctica, el segundo objetivo tiene prioridad en tratamientos radicales – si el tumor no puede controlarse, no hay muchos motivos para proteger el tejido normal…. • Aún así uno tiene que proteger el tejido normal tanto como sea posible…

12. Los errores de calibración son un contribuyente importante a los accidentes en EBT Calibración de haces • Los accidentes debido a errores en la determinación de la tasa de dosis fueron la causa de la sobredosis de 115, 207, 426 pacientes…. en un 60 % • Han ocurrido otros accidentes, relacionados con errores de interpretación de un certificado de calibración, de un valor de presión reportado para una corrección, un cambio de físico médico con una transferencia de información pobre; el uso erróneo de una cámara de ionización plano-paralela

13. Accidentes debido a errores de calibración Factores contribuyentes a los accidentes • Falta de comprensión de la calibración del haz, certificados, factores de conversión e instrumentos dosimétricos…. falta de capacitación y experticia en la física de la radioterapia • Falta de la determinación redundante e independiente de la dosis absorbida (errores que no se detectaron) • Falta de procedimientos formales de comunicación y de cambio del personal

14. Accidentes debido a errores de calibración Factores contribuyentes a los accidentes • En uno de los casos, no se realizó verificación del haz en 22 meses; el físico médico se dedicó a un nuevo acelerador e “ignoró” la unidad de Co-60 (Hubo falta de la revisión de las necesidades del personal cuando se instaló el nuevo acelerador)

15. NBS apéndice II.19. “Los titulares registrados y los titulares licenciados deberán velar por que: a) la calibración de las fuentes utilizadas para las exposiciones médicas sea ­ trazable a un laboratorio de calibración dosimétrica; …”

16. La Red de LSCD de la OIEA/OMS

17. Trazabilidad de la calibración

18. Trazabilidad Estrategia nacional • Frecuencia establecida por la Autoridad Reguladora • Si no hay Laboratorio de Calibración Dosimétrica en el país, la estrategia nacional deberá incluir coordinaciones institucionales para facilitar la rápida importación/exportación y coordinaciones adicionales entre algunos países • Redundancia en la calibración de nuevas fuentes y haces

19. NBS apéndice II.19. “Los titulares registrados y los titulares licenciados deberán velar por que: ... (b) el equipo de radioterapia se calibre en función de la calidad de la radiación o de la energía así como en función de la dosis absorbida o de la tasa de dosis absorbida a una distancia predeterminada en condiciones específicas, por ejemplo, con arreglo a las recomendaciones formuladas en el Vol. N° 277 de la Colección de Informes Técnicos del OIEA; …”

20. Calibración • Determinación de la dosis en un punto de referencia - correlación del tiempo de tratamiento o las “unidades monitor” con la dosis absoluta • Se requiere dosimetría absoluta: • Const. tiene que ser bien conocida y es básica: • Calorimetría • Ionometría W/e • Dosimetría química g Dosis = const × Señal del detector

21. Protocolos de calibración • La calibración es un proceso complejo que requiere de un experto en física médica de la oncología • Hay muchos protocolos que pueden proporcionar orientación • Internacionales (ej. OIEA TRS 277 o TRS 398) • Nacionales (usualmente desarrollados por las asociaciones nacionales de física médica) – ej. AAPM TG 21, AAPM TG 51, DIN 68, ...

22. Protocolos de calibración • Es esencial seguir UN protocolo • Es esencial seguir el protocolo al pie de la letra - no hay margen para el error...

23. Hay formularios disponibles • Muy útiles para orientarse • Disponibles en la mayoría de los protocolos • Aquí se muestra el del OIEA TRS 398

24. Protocolos de calibración • Ha existido un desarrollo a partir de los protocolos basados en calibraciones en aire en laboratorios nacionales de calibración utilizando la KERMA en aire o exposición hacia la calibración en términos de dosis absorbida en agua… • Este desarrollo ha ocurrido en paralelo en el OIEA y en muchas asociaciones nacionales (ej. AAPM)

25. Movimiento a la calibración en dosis absorbida en agua • Implica mejorar las capacidades de los laboratorios nacionales de calibración • Lo mismo ocurrió en EEUU cambiando del AAPM TG21 (1983) al AAPM TG51 (2000)

26. ¿Cuál protocolo usar? • Depende de cómo la cámara de calibración ha sido calibrada en el laboratorio de calibración. Si uno tiene un factor de calibración en KERMA en aire (NK) o un factor de exposición (NX), el TRS-398 no puede utilizarse… • Si además el factor de dosis en el agua (NDw) puede ser proporcionado por el laboratorio, entonces el TRS-398 puede utilizarse.

27. Ventajas de la calibración en dosis absorbida • Más fácil para el usuario • Se requieren menos factores • Se obtiene NDw directamente – sólo se hace la conversión para la calidad del haz que se requiere La vía exposición/ KERMA

28. Una nota sobre la calibración • El proceso excede el alcance del presente curso • La calibración es un proceso muy importante • La calibración (en particular utilizando el formalismo exposición/KERMA) es complejo (>10 factores) • Siempre deberá chequearse por una persona independiente

29. Una segunda nota: La calibración puede vincular la dosis absoluta a una variedad de condiciones de referencia diferentes Es esencial conocer cuales son sus condiciones de referencia. (Ellas típicamente se vinculan al sistema de planificación de los tratamientos en uso)

30. NBS apéndice II.19. “Los titulares registrados y los titulares licenciados deberán velar por que: ... (e) las calibraciones se efectúen en el momento de poner en servicio un aparato, tras toda operación de mantenimiento que pueda tener efectos en la dosimetría, y a intervalos aprobados por la autoridad reguladora.” El intervalo máximo en la práctica para la re-calibración es de 1 año – a menos que exista algún indicio de problemas

31. Cámara tipo Farmer Dosimetría absoluta • Puede hacerse en principio utilizando calorimetría, dosimetría química o cámaras de ionización • Para la práctica de la radioterapia todos los protocolos están basados en cámaras de ionización

32. Herramientas necesarias para la calibración Cámara de ionización tipo Farmer – volumen de aire 0.6 cc para fotones y electrones de alta energía

33. Cámara PTW Markus Cámara plano-paralela Se requiere para electrones de baja energía (< 5 MeV) y recomendada para electrones con energía menor de 10 MeV debido a la inclinación de los gradientes de las dosis

34. 2mm Cámara plano-paralela Adaptada de Kron en VanDyk 1999

35. La lectura de la cámara de ionización requiere de corrección por: • Presión del aire: requiere de un barómetro exacto para los propósitos de la calibración • Un error de 10 mBar dará un error de un 1 % en la calibración • Temperatura: termómetro exacto • Un error de 3 grados centígrados dará un error de un 1 % en la calibración

36. Registros de calibración NBS apéndice II.32. “Los titulares registrados y los titulares licenciados deberán mantener y hacer accesibles, según se requiera, los resultados de las calibraciones y las comprobaciones periódicas de los parámetros significativos, físicos y clínicos, seleccionados en los tratamientos.”

37. 2. Dosimetría clínica En el contexto de las NBS, la dosimetría tiene dos componentes: • La medición de la dosis (tratada en la presente conferencia) y • La planificación de la dosis que se aborda más exhaustivamente en la cuarta conferencia de la parte 10

38. Hay objetivos múltiples para las mediciones de dosis en la práctica de la radioterapia

39. Rol de las mediciones de la dosis clínica en la radioterapia • Recogida de datos para la planificación del tratamiento en general • Recogida de datos para pacientes individuales • Verificación de la dosis

40. Dosimetría clínica NBS apéndice II.20. “Los titulares registrados y los titulares licenciados deberán velar por que se determinen y se documenten los siguientes puntos: ... b) por cada paciente tratado con equipo radioterápico de haz externo, las dosis absorbidas máximas y mínimas al volumen blanco de planificación juntamente con la dosis absorbida a un punto significativo como, por ejemplo, el centro del volumen blanco de planificación, más la dosis a otros puntos significativos seleccionados por el facultativo médico que prescriba el tratamiento; …”

41. En la práctica de la radioterapia Esto significa que se requieren mediciones de dosis para: • la determinación de la dosis por el tratamiento de pacientes individuales • Información de entrada para los sistemas de planificación de los tratamientos

42. Mediciones de la dosis para pacientes individuales • Dosimetría In vivo • Determinación del rendimiento para bloqueadores de electrones o compensadores • Evaluación de la distribución de la dosis en tratamientos complejos (ej IMRT)

43. La dosimetría como parte de la puesta en servicio del equipo • En el pasado esto ha sido más la determinación de una dosis desconocida que la verificación. Sin embargo actualmente la mayoría de los parámetros del haz están dentro de especificaciones estrictas y conocidas antes de la puesta en servicio. • La puesta en servicio afecta: • Las unidades del tratamiento • La planificación del tratamiento

44. Aspectos: Seguridad Verificación de que se cumplen las especificaciones Otros aspectos que se requieren para la planificación Hay disponibles muchos protocolos y guías Se hace usualmente usando maniquíes de agua y maniquíes en forma de láminas Un compromiso de tiempo importante – sin embargo el acceso usualmente no es un problema Puesta en servicio de las unidades de tratamiento

45. Herramientas para la puesta en servicio • Principalmente el maniquí de agua rastreador • Determina todas las propiedades de todos los haces de radiación • Dosis en profundidad, TPR • Perfiles • Cuñas • Bloques

46. Maniquíes • En radioterapia el término“maniquí” se usa para describirun material y una estructura quemodelan la absorción de la radiación y las propiedades dispersoras del tejido humano de interés. • Hay disponibles muchos maniquíes diferentes para una variedad de propósitos para la dosimetría en radioterapia. Los maniquíes son una parte esencial en el proceso dosimétrico.

47. Puesta en servicio de la planificación de los tratamientos • Componentes no relacionados con la dosis • Cálculos de la dosis por fotones • Cálculos de la dosis por electrones • Braquiterapia • Transferencia de datos • Procedimientos especiales Compare la conferencia 4 en la presente parte 10

48. Exactitud dosimétrica típica requerida (ejemplos) • Eje central de campos cuadrados: 1% • Penumbra con MLC: 3% • Haz exterior en campos con cuñas: 5% • Región de equilibrio: 30% • No homogeneidad 3D en el eje central: 5% De AAPM TG53

49. Eje central de campos cuadrados: 1% Penumbra con MLC : 3% Haz exterior en campos con cuñas: 5% Región de equilibrio: 30% Inhomogeneidades 3D en el eje central: 5% La exactitud requerida depende de la situación y el propósito La incertidumbre tiene dos componentes: la incertidumbre de la dosis y la incertidumbre de la localización espacial Exactitud típica requerida (ejemplos)

50. Requisitos para la dosimetría • La exactitud requerida depende de la situación y el propósito • La incertidumbre tiene dos componentes: la incertidumbre de la dosis y la incertidumbre de la localización espacial