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
IAEA
International Atomic Energy Agency
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
2
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
3
Braquiterapia
• Se caracteriza por fuertes
gradientes de dosis
• Se dispone de múltiples
técnicas y fuentes
• Los implantes son
altamente personalizados
según el paciente
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
5
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)
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
6
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)
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
7
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
8
OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia
Parte 6
Braquiterapia
Conferencia 1: Braquiterapia. Fuentes y
Equipos
IAEA
International Atomic Energy Agency
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
10
Contenido
1. Fuentes selladas
2. La fuente ideal para la radioterapia
3. Fuentes de braquiterapia en uso
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
11
Henri Becquerel (1852-1908)
Descubrió la radiactividad en 1896
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
12
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.
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
13
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
14
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
15
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
16
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
17
2. La fuente ideal para braquiterapia
¿Qué ustedes consideran sería deseable de
una fuente ideal para braquiterapia?
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
18
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)
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
19
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
20
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
21
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
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Fuentes de braquiterapia
T1/2
Energía de los Fotones
(MeV)
HVL
(mm Plomo)
Ra-226
1600 a
0.047 – 2.45 (0.83 prom)
8.0
Rn-222
3.83 d
0.047 – 2.45 (0.83 prom)
8.0
Co-60
5.26 a
1.17, 1.33
11.0
Cs-137
30.0 a
0.662
5.5
Ir-192
74.2 d
0.136 – 1.06 (0.38 prom)
2.5
2.7d
0.412
2.5
I-125
60.2 d
0.028 prom
0.025
Pd-103
17.0 d
0.021 prom
0.008
Radionucleido
Au-198
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
23
Tipos de fuentes de braquiterapia
(ICRU report 58)
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
24
Fuentes de braquiterapia
El primer isótopo utilizado clínicamente fue el
radio alrededor de 1903
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
25
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
26
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
27
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
28
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)
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
29
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Fuente de HDR: anisotropía de dosis
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Semillas de I-125
Varios diseños
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Visibilidad de semillas de I-125
ante los rayos X
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Semillas de I-125
Un diseño diferente:
• Radio-opacidad para la
visualización por rayos X
• Deseable compatibilidad
con MRI
• Ninguna contaminación
Ej. de fuente
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
36
Simetría de la distribución de dosis
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Otros isótopos empleados en las semillas
Paladio 103
Período de
semidesintegración
17 días - tasa de dosis
aproximadamente 2.5
veces mayor que la del
I-125
Oro 198
2.7 días suficientemente corto
para permitir que la
actividad decaiga
dentro del paciente
Energía
22 keV
412 keV
TVL plomo
0.05mm
alrededor de 8mm
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Fuentes de braquiterapia
Variedad de configuraciones y formas de las fuentes
Pastillas
Esferas de aproximadamente 3mm de diámetro
Semillas
Cilindros pequeños de aproximadamente 1mm y 4mm
de longitud
Agujas
Entre 15 y 45mm de longitud activa
Tubos
De aproximadamente 14mm de longitud, usados para
los implantes ginecológicos
Horquillas de cabello
Con forma de 'horquillas de cabello', aproximadamente
60mm de longitud activa
Alambre
Cualquier longitud, normalmente se personalizan en el
hospital - se pueden añadir extremos inactivos
Fuentes de HDR
Cilindro de alta actividad en miniatura de
aproximadamente 1mm diámetro, 10mm de longitud
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
39
Ejemplos de formas de fuentes
• Semillas (discutidas antes):
– Contenedores pequeños por la actividad
– Generalmente I-125, Pd-103 o Au-198; para
Escala en mm
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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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...
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
41
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
42
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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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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.
ii.
iii.
ofrezca condiciones de protección y seguridad que estén en conformidad con las Normas;
se ajuste a las especificaciones técnicas, de comportamiento y de funcionamiento;
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.”
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
44
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 '
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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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)
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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¿Preguntas?
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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Pregunta
¿Por qué se usaría Au-198 para
braquiterapia?
IAEA
Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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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
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Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos
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06. Propiedades y seguridad de las fuentes y equipos de