Ochrona radiologiczna w

Ochrona radiologiczna w radioterapii

Jakub Ośko

OCHRONA RADIOLOGICZNA 2

Radioterapia

Jedna z głównych technik leczenia nowotworów (często w połączeniu z chemioterapią lub

chirurgią)

Naświetlanie obszaru nowotworu wiązką promieniowania jonizującego.

Ponad 50 % pacjentów leczy się radioterapią.

Wskazania do radioterapii

Nowotwory głowy i szyi

Nowotwory ginekologiczne Nowotwory prostaty

Nowotwory miednicy, odbytu, pęcherza moczowego Leczenie uzupełniające nowotworów piersi

Nowotwory mózgu

Leczenie paliatywne

nowotwór

Narządy krytyczne

Kierunek wiązki

Cel radioterapii

Cel radioterapii

Dawka potrzebna do zniszczenia komórek nowotworowych jest nizsza niż dawka

konieczna do zniszczenia zdrowych komórek.

Ochrona radiologiczna

Wymagania projektowe

Uszkodzenie jednego komponentu systemu musi być natychmiast wykryte

Minimalizacja wpływu błędów ludzkich na zwiększenie dawki BSS Appendix II

Wymagania projektowe

Każdorazowy wybór, wskazanie i potwierdzenie parametrów:

energia,

odległość od ’targetu’, wielkość pola,

kierunek wiązki, czas naświetlania, dawka

Wymagania projektowe

Źródło musi znaleźć się wewnątrz osłony w przypadku odłączenia zasilania.

Co najmniej dwa niezależne systemy pozwalające na zakończenie

napromieniania

Blokady bezpieczeństwa lub inne środki

zapobiegania zastosowania urządzenia w

warunkach innych niż wybrane w panelu

sterowania;

10

Plan awaryjny

Podejmowanie wszelkich uzasadnionych

środków w celu zminimalizowania skutków awarii i błędów,

Plany postępowania w przypadku wystąpienia awarii i błędów

Ćwiczenia okresowe

Akceleratory liniowe

Wysokie energie (6 - 21 MeV) – grube osłony Monitorowanie zmian parametrów wiązki

Monitorowanie rozproszeń

Kontrola położenia ’targetu’

12

Bezpieczny wyłącznik

Źródło promieniowania musi zostać wyłączone w przypadku:

zakończenia ekspozycji

sytuacji awaryjnej

Źródła izotopowe

Źródła zamknięte

Mechanizm sygnalizujące położenie źródła w

pozycji roboczej

14

Awaryjny powrót do pozycji

spoczynkowej

Standardy IEC & ISO

Aparatura musi spełniać wymagania norm IEC i ISO oraz norm krajowych (PN)

Specyfikacja pracy i instrukcje obsługi muszą być napisane w języku zrozumiałym dla użytkowników oraz zgodne z odpowiednimi normami ISO lub IEC

Teren kontrolowany

Pomieszczenie kontrolne Pomieszczenie z aparaturą Maszynownia

Blokady bezpieczeństwa

Blokady mogą zostać odłączone w ​​trakcie zabiegów konserwacyjnych, tylko pod bezpośrednim nadzorem personelu

technicznego za pomocą odpowiednich

urządzeń, kodów i kluczy.

18

Systemy bezpieczeństwa

Sygnał świetlny informujący o

włączeniu/wysunięciu i

wyłączeniu/wsunięciu

źródła.

Systemy bezpieczeństwa

Blokada drzwi.

Logika dodatnia.

Pomieszczenie terapeutyczne

Pomieszczenie terapeutyczne

Zalety dużych pomieszczeń:

odległość to skuteczna osłona

miejsce dla pacjenta i na akcesoria

możliwość przyszłej rozbudowy

Pomieszczenie terapeutyczne

Prawidłowe oznakowanie

Odpowiednie usytuowanie poczekalni

Uniemożliwienie przypadkowego wejścia do pomieszczenia terapeutycznego

Ograniczenie przebywania w sąsiedztwie

pomieszczenia terapeutycznego

Osłony

Promieniowanie pierwotne

Promieniowanie rozproszone

Obliczenia osłon

Dawka efektywna / rok = WUT /d

Sv/rok

T = parametr zależny od częstotliwości przebywania osób

W= obciążenie

U = współczynnik wykorzystania = 0,25

d = odległość zewnętrznej ściany od źródła

Obliczenia osłon

T

czas, w którym w danym miejscu przebywają pacjenci, personel

Wartości od 1 dla obszarów roboczych do 0.06

dla toalet i parkingów

Obliczenia osłon

W - obciążenie

W = dawka w izocentrum(Gy) x liczba pacjentów x czas

W przypadku pomiarów i testów QA zwiększane

o 20 %.

Definicje

Source to Skin Distance (SSD) Source to Axis Distance (SAD) Izocentrum

Wielkość pola

Półcień

SSD

Odległość między źródłem i skórą pacjenta

Standardowe wielkości

50 cm dla urządzeń z Cs 137 80 – 100 dla urządzeń z Co 60

100 cm dla akceleratorów liniowych

SSD

SSD=80cm

SAD

Odległość między źródłem, a izocentrum

Wartości SAD

80cm – 100 cm dla urządzeń z Co

100cm dla akceleratorów liniowych

Izocentrum

Punkt przecięcia osi obrotu gantry, leżanki,

kolimatora i wiązki

Izocentrum

Prawidłowy kierunek wiązki jest zapewniony

jeżeli środek guza jest umieszczony w punkcie

izocentrum

Wielkość pola

Szerokość i długość wiązki promieniowania w odległości SSD lub SAD

Wielkość pola na dowolnej głębokości szerokość

połówkowa profilu na tej głebokości

Półcień

Nieostra krawędź wiązki powstająca na skutek skoczonych rozmiarów Półcień geometryczny zależny od

Wymiarów źródła SDD

SSD

Półcień radiologiczny

Półcień geometryczny + rozproszenia

Półcień geometryczny

P = S x (SSD+d-SDD)

SDD

P =

S x f+d-f_d

f_d CE – półcień na płaszczyźnie

CE =

S x f-f_d

f_d

Półcień radiologiczny/fizyczny

zależy od

Rozproszeń

Energii (im niższa tym większy)

Gęstości ośrodka rozpraszającego

Półcień radiologiczny/fizyczny

Współczynniki wyznaczania dawki pochłoniętej

Percentage depth dose (PDD) Tissue Air Ratio (TAR)

Tissue Maximum Ratio (TMR) Tissue Phantom Ratio (TPR) Scatter Air Ratio (SAR)

Scatter Maximum Ratio (SMR)

Percentage Depth Dose (PDD)

PDD (S,Q,f,d) = D

D_max x 100

Field Size (s)=AB

Percentage Depth Dose ⁶⁰ Co

0 20 40 60 80 100 120

0 5 10 15 20 25 30 35

Depth in cm

% depth dose

Co60

Depth Dose

Podczas pomiarów PDD wielkość pola określa się na powierzchni fantomu

Wzrasta z SSD, energią wiązki, wielkością pola

Maleje z głebokością

Tissue Air Ratio

Field Size(S)=AB

TAR_(s,d,Q)= D_d /D_air

TAR

TAR Vs Depth

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0 5 10 15 20 25 30 35

Depth in cm

TAR

TAR

TAR

TAR Vs Field size

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

0 10 20 30 40 50 60

Side of the square field (cm)

TAR

TAR

Rozmiar pola określany w SAD Nie zależy od SSD

Zależy od energii i głębokości

Scatter Air Ratio

SAR (S,Q,d)= TAR(S,Q,d) - TAR(S,Q,0)

Field Size(S)=AB

SAR

Rośnie z energią i wielkością pola Maleje z głębokością

Peak scatter factor

PSF (S,Q) = D_max/ D_air

Field Size(S)=AB

Tissue Phantom Ratio

TPR(S,Q,d) = D_d / D_ref

Field Size(S)=AB

Tissue Maximum Ratio

TMR(S,Q,d) = D_d / D_max

Field Size(S)=AB

TMR

TMR Vs Depth

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0 5 10 15 20 25 30 35

Depth in cm

TMR

TMR

TMR Vs Field Size

0.72 0.74 0.76 0.78 0.8 0.82 0.84 0.86

0 10 20 30 40 50

Side of squre field (cm)

TMR

Kontrola jakości

1. Parametry mechaniczne i optyczne

2. Parametry wiązki

Parametry mechaniczne i optyczne

Wielkość pola Izocentrum

Pole promieniowania

Parametry wiązki X

• Napięcie i natężenie prądu

• Parametry wiązki wyjściowej

• Test pomiaru czasu

• Wielkość ogniska

• Rozproszenia

Parametry obrazu

Rozdzielczość Kontrast

Testy bezpieczeństwa

Test 1. Blokada drzwi

2. Przełączniki ruchu 3. Sygnalizacja świetlna 4. Wyłącznik awaryjny

Codziennie

Testy dozymetryczne

Fantom z umieszczonymi

wewnątrz detektorami (np. TLD)

Z uwzględnieniem najbardziej wrażliwych narządów (gonady, oczy, …)

Fantom Rando

QA – źródła izotopowe i akceleratory

Układ mechaniczny Pole promieniowania

Wskażniki promieniowania Blokady bezpieczeństwa

Test wielkości pola

Slide 62

Test izocentrum

Test izocentrum

Test wskaźnika SSD

wskażnik

QA – źródła izotopowe

Aktywność – raz w miesiącu Energia – nie wymagana

Pomiar czasu - codziennie

QA – akcelerator liniowy

Moc dawki – codziennie Energia – codziennie

QA – akcelerator liniowy

Profil wiązki

Symetria wiązki Półcień

Raz na pół roku

QA – Brachyterapia

Testy bezpieczeństwa

Integralność źródła

Położenie źródła

Slide 69

Verification of source position

Pozycja źródła

Radiografia

Dawka

1. Dawka na jedną frakcję naświetlania

2. Moc dawki

Planowanie terapii

Technika: SSD lub SAD Liczba wiązek

Parametry wiązki

Określane w izocentrum lub D_max Modyfikacje wiązki

kliny, osłony, kompensatory

Planowanie terapii

Osłony

Stop Wood’a (Bi, Cd, Pb, Sn), współczynnik absporpcji zbliżony do ołowiu, temperatura topnienia oraz plastyczność niższa – możliwość wielokrotnego przerabiania w modelarni

Planowanie terapii

Kolimator listkowy Układ niezależnych listków wolframowych

Planowanie terapii

Przykład

Example:

Dawka 6000 cGy w 30 frakcjach:

w punkcie, izocentrum (100% wg ICRU)

izodoza wokół guza (95%)

Dawka w jednej frakcji

Punktowo

𝐷 𝑓 = 𝑇𝐷

𝑁 = 6000𝑐𝐺𝑦

30 = 200𝑐𝐺𝑦

Izodoza

𝐷 𝑓 = 𝑇𝐷

𝑁 ∙ %𝐼𝑧𝑜𝑑𝑜𝑧𝑦 = 6000𝑐𝐺𝑦 ∙ 100

30 ∙ 95 = 210,5𝑐𝐺𝑦

TD - Tumour Dose

Dawka od wiązki we frakcji

Dose_(b,f) =

Total Weight(W) D _(f) x w_(b)

Dawka

Korekcja na wielkość pola

Relative dose factor (RDF)

D(d_ref,S_ref)

d_ref

S_ref=10 x 10 cm² S=15 x 15cm²

d_ref

D(d_ref,s)

D(d_ref,S) =D(d_ref, S _ref) x RDF( S)

Dawka

Jeśli do kalibracji wykorzystano TPR (Tissue Phantom Ratio)

D(d_ref,S_ref)

d_ref

S_ref=10 x 10 cm² Treatment Field Size (S)

d

D(d_,s)

D(d_ref,S) =D(d_ref, S _ref) x RDF( S) x TPR(d,s,Q)

Dawka

3. Korekcja na osłony

D^(d_ref^,S_ref⁾

d_ref

S_ref=10 x 10 cm²

Treatment Field Size (S)

d

D(d_,s)

D(d_ref,S) =D(d_ref, S _ref) x RDF( S) x TPR(d,S,Q) x T_f

Osłona

T_f współczynnik osłony

Dawka

3. Korekcja na klin

D(d_ref,S_ref)

d_ref

S_ref=10 x 10 cm²

Treatment Field Size (S)

d

D(d_,s)

D(d_ref,S) =D(d_ref, S _ref) x RDF( S) x TPR(d,S,Q) x T_f x W_f

Osłona

Klin

W_f współczynnik klina

Obliczanie czasu terapii

𝑐𝑧𝑎𝑠 𝑡𝑒𝑟𝑎𝑝𝑖𝑖 = 𝐷𝑎𝑤𝑘𝑎 𝑛𝑎 𝑤𝑖ą𝑧𝑘ę 𝑛𝑎 𝑓𝑟𝑎𝑘𝑐𝑗ę 𝑀𝑜𝑐 𝑑𝑎𝑤𝑘𝑖 𝑤 𝑝𝑢𝑘𝑐𝑖𝑒

t =

D^(dref, S _ref) x RDF^{( S)} x TPR^{(d,s,Q) x} S_f x W_f

Dose _(f) x w_(b) /Total Wt

Obliczanie czasu terapii

t =

D(d_ref, S _ref) x RDF( S) x PDD(d,f,s,Q) x S_f x W_f x Total Wt

Dose _(f) x100 x w_(b)/ Total Wt

Uwzględnienie procentowej dawki głębokiej PDD

Part VIII.3.5 Determination of Dose to a Patient-I

Slide 85

Try this example

Dose per beam per fraction = 3000/15=200cGy

Dose rate at 4cm = 150 x 1.024 x 1 x .965 x 1.06 =157.2 cGy/min

Treatment Time = 200/157.2 = 1.29 minutes

Dose per beam per fraction Dose rate at that point

Calculate Treatment time to deliver 3000 cGy to 4 cm depth in15 # by single direct field 15 x 15 cm²_,no wedge but shielding included

(RDF=1.024, W_f=1, S_f=.965, TPR^(4cm)=1.06, D_(ref)=150cGy/minute)

Treatment Time =

Wypadki w radioterapii

Wypadek w radioterapii

Wypadek radiacyjny to niezamierzone zdarzenie, które może spowodować negatywne skutki.

Błąd operatora

Awaria aparatury

Inne

Potencjalni poszkodowani

1. Osoby z populacji

napromieniowani na skutek niewłaściwej realizacji zasad ochrony radiologicznej i bezpieczeństwa

2. Personel

napromieniowani podczas przygotowywania źródeł, terapii, instalacji, naprawy, wymiany źródła, itp.

3. Pacjenci

Wypadki z narażeniem populacji i personelu

1. Zgubienie źródła promieniowania 2. Zgubienie lub uszkodzenie osłon 3. Wyciek lub uwolnienie

4. Niezamierzone narażenie 5. Niezamierzone skażenie

Slide 90

Narażenie pacjenta

Radioterapia to bardzo skomplikowany proces od planowania do naświetlania.

technolog może wykonywać 50 zabiegów

dziennie. Ich parametry są bardzo podobne.

Klasyfikacja wypadków

Wypadki w radioterapii

Związane z aparaturą Indywidualne

Poszkodowanych wielu pacjentów

Poszkodowany jeden pacjent

Slide 92

Przyczyny „aparaturowe”

Aparatura dozymetryczna Kalibracja

Symulatory

Planowanie terapii

Aparatura terapeutyczna

Aparatura dozymetryczna

1. Niewłaściwe użycie współczynnika kalibracji

2. Złe porównanie z wzorcem

3. Niewłaściwe użycie

Planowanie terapii

Niewłaściwe dane wejściowe Niezrozumienie algorytmu

Niewystarczające szkolenie

Aparatura terapeutyczna

Uruchomienie i testy Kalibracja

Testy okresowe Awaria

Niewłaściwe użycie

Wypadki radiacyjne

Incydent:

Kalibracja przeprowadzona dla dawki w wodzie, ale zinterpretowana dla dawki w powietrzu.

Konsekwencje:

Wzrost dawki o 11%

Przyczyny:

Niewłaściwe szkolenie

Wypadki radiacyjne

Incydent:

Użycie złej strony komory podczas kalibracji wiązki.

Przyczyna:

Nieprawidłowe oznaczenie.

Konsekwencje:

6MeV wzrost dawki o 20%

9MeV wzrost dawki o 10%

12MeV wzrost dawki o 8%

Działania naprawcze:

Powtórna kalibracja

Wypadki radiacyjne

Incydent:

Niewłaściwe ciśnienie podczas kalibracji układu z Co.

Konsekwencje:

Wzrost dawki o 21%

Przyczyna:

Niewłaściwy odczyt ciśnieniomierza.

Wypadki radiacyjne

Incydent:

Dwukrotne uwzględnienie współczynnika klina.

Konsekwencje:

wzrost dawki o 14%

Przyczyny:

Niezrozumienie algorytmu

Korekta na klin

100 90 80

70 60

50 40

75

65

50

40

30

Normalized isodose Corrected isodose

Wypadki radiacyjne

Incydent:

Pacjent miał w ramach zabiegu teleterapii Co60 miał otrzymać dawkę 300 cGy w dwóch frakcjach po 150.

Dozymetrysta omyłkowo wyliczył dawkę 2 razy po 300 cGy.

Pacjent otrzymał dawkę 600 cGy.

Wpadki radiacyjne

Przyczyna:

Błąd dozymetrysty

Działania naprawcze:

Szkolenie personelu

Wypadki radiacyjne

Incydent:

Luźno zamontowany klin, zmiana rozkładu i zwiększenie dawki

Przyczyny:

Personel nie sprawdził ustawienia klina.

Wypadki radiacyjne

Konsekwencje:

Rozkład dawki otrzymanej przez pacjent był nieprawidłowy.

t

{

}

Wypadki radiacyjne

Incydent:

Energia elektronów emitowanych z akceleratora liniowego wynosiła 36MeV niezależnie od ustawień na konsoli

Przyczyny:

Awaria akceleratora.

Błąd serwisanta.

Wypadki radiacyjne

Przeprowadzono 27 zabiegów w ciągu 10 dni. Po tym okresie rozpoczęto

poszukiwania korelacji reakcji

obserwowanych u niektórych pacjentów ze

stanem aparatury.

Wypadki radiacyjne

Przyczyny:

Zwarcie w układzie.

Nieskuteczna komunikacja - fizycy nie zostali powiadomieni o awarii.

Błędna interpretacja sprzecznych sygnałów,

zignorowano odczyt miernika analogowego

36MeV.

Potencjalne przyczyny wypadków w brachyterapii

• Nieprawidłowo wykalibrowana aktywność źródła

• Nieprawidłowe oznakowanie źródła

• Nieprawidłowe postępowanie ze źródłem

• Błędne dane wejściowe do systemu planowania

• Niedostateczna wiedza o algorytmie systemu planowania

• Awaria mechaniczna

Wypadki w brachyterapii

Incydent:

Błąd w jednostkach

Laboratorium zamówiło źródła o aktywności 0.79 mCi.

Producent dostarczył źródła o aktywności 0.79 mg równoważnika radu (1.36 millicurie.

Podczas planowania terapii nie zwrócono uwagi na niewłaściwe jednostki.

Wypadki w brachyterapii

Konsekwencje:

Dawka podczas terapii nowotworu prostaty wyniosła 56.69Gy zamiast 32.58Gy

Działania naprawcze:

Lekarz kierujący został poinformowany i zdecydował nie informować pacjenta. Pacjent został zbadany w czasie kolejnych wizyt kontrolnych, które nie wykazały niepożądanych skutków ze względu na zwiększone promieniowanie.

Wypadki w brachyterapii

Przyczyny:

Błąd pracowników weryfikujących źródło.

Nieporozumienie między użytkownikiem a dostawcą.

Wnioski:

Weryfikacja źródła powinna być wykonywana przez bezpośredni pomiar przed implantacją.

Wypadki w brachyterapii

Incydent:

Pacjent poddany terapii nowotworu odbytu za pomocą źródła High Dose Rate (HDR) zmarł.

Źródło Ir-192 4.3 Ci umieszczono w pięciu różnych pozycjach, w cewnikach które miały pozostać w ciele pacjenta do końca terapii.

Personel miał problemu z umieszczeniem źródła w jednym z cewników.

Wypadki w brachyterapii

Nie wiedzieli, że krótki kawałek przewodu zawierającego źródło zerwał się i pozostał w jednym z cewników. Pacjent został

przewieziony do pobliskiego domu opieki. Źródło pozostało w ciele pacjenta przez cztery dni, kiedy cewnik wypadł.

Cewnik umieszczono w magazynie w worku (medical biohazard).

Personel nie wiedział, że wewnątrz znajduje się źródło promieniotwórcze

Wypadki w brachyterapii

Przyczyny:

Mimo sygnału alarmowego informującego o konieczności wycofania źródeł, pracownicy nie przeprowadzili badania poziomu promieniowania za pomocą przenośnych detektorów.

Sprawdzono jednie położenie źródeł po zakończeniu terapii, konsola wskazała pozycje „safe”.

Wypadki w brachyterapii

Przyczyny określone po dochodzeniu:

Niedociągnięcia w programie bezpieczeństwa

Niewystarczające szkolenie w zakresie ochrony radiologicznej.

Wiele niedociągnięć podczas projektowania i testowania urządzenia.

Ignorowanie alarmu. Nie ustalono jego przyczyny.

Brak badania pacjentów, źródeł i pomieszczenia po zabiegu.

Przyczyna śmierci pacjenta: narażenie na promieniowanie i jego konsekwencje

Do czasu odzyskania źródła pacjenci, pracownicy i odwiedzający w domu opieki byli narażeni na promieniowanie.

Dawki dla 94 osób wyniosłu od 400 µSv do 220 mSv.

Nie było możliwości oszacowania dawki dla wszystkich potencjalnie narażonych.

Wypadki w brachyterapii

Wypadki w brachyterapii

Incydent:

Podczas brachyterapii dwa źródła Ir-192 o aktywności 48.25 mCi umieszczono w cewnikach w przewodzie żółciowym wspólnym, poprzez nacięcie jamy brzusznej.

Wypadki w brachyterapii

Podczas nocnej zmiany pacjent skarżył się, że jego opatrunek jest mokry.

Pielęgniarka podczas zmiany opatrunku pielęgniarka znalazła źródła Ir-192 leżące na brzuchu pacjenta.

Nie zdając sobie sprawy, że to źródła promieniowania, zmieniła opatrunek, a źródła Ir-192 przykleiła na brzuchu pacjenta.

Wypadki w brachyterapii

Konsekwencje:

Onkolog wydał ustne polecenie dziennej zmianie "nie do zmiany opatrunku" ale nie zostały one przekazane

zmianie nocnej.

Dawka na skórę brzucha pacjenta wyniosła od 1,72 Gy do 10,32 Gy. Dawka na skórę dłoni pielęgniarki 76 mGy.

Wypadki w brachyterapii

1. Brak nadzoru IOR nad procedurą

2. Niewystarczające szkolenie. Pielęgniarka nie

była w stanie zidentyfikować źródła do

brachyterapii i odpowiednio z nim

postępować.

Wypadki w brachyterapii

Wnioski

1. Szkolenie personelu w zakresie źródeł brachyterapii.

2. Powołanie nowego IOR

3. Stworzenie procedury postępowania dla pielęgniarek.

4. Opracowanie programu szkoleń OR dla personelu pielęgniarskiego.

Dziękuję za uwagę 

122