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IAEA International Atomic Energy Agency
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 Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 2
Braquiterapia
Implante de mama usando
alambre radioactivo de Ir-192
El uso de fuentes radiactivas en zona muy cercana al área blanco de la radioterapia
Rayos X de un implante ginecológico
que emplea un aplicador cargado con
fuentes de Cs-137
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 4
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 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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)
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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)
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA International Atomic Energy Agency
OIEA Material de Entrenamiento en Protección Radiológica en Radioterapia
Conferencia 1: Braquiterapia. Fuentes y Equipos
Parte 6
Braquiterapia
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 11
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 12
Henri Becquerel (1852-1908)
Descubrió la radiactividad en 1896
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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.
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 18
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 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)
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 23
Fuentes de braquiterapia
Radionucleido 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
Au-198 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 24
Tipos de fuentes de braquiterapia (ICRU report 58)
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 25
Fuentes de braquiterapia
El primer isótopo utilizado clínicamente fue el
radio alrededor de 1903
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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)
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 31
Fuente de HDR: anisotropía de dosis
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 33
Semillas de I-125
Varios diseños
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 35
Visibilidad de semillas de I-125 ante los rayos X
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 37
Simetría de la distribución de dosis
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 38
Otros isótopos empleados en las semillas
Paladio 103 Oro 198
Período de
semi-
desintegración
17 días - tasa de dosis
aproximadamente 2.5
veces mayor que la del
I-125
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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 39
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
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 40
Ejemplos de formas de fuentes
• Semillas (discutidas antes): – Contenedores pequeños por la actividad
– 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
Escala en mm
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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...
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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
Cortador de
alambre
Controles del
movimiento
Medición de
longitud Blindaje
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 43
• 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
Ejemplo de forma de fuente
Cortador de
alambre
Controles del
movimiento
Medición de
longitud Blindaje
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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.”
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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 '
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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)
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 47
¿Preguntas?
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 48
Pregunta
¿Por qué se usaría Au-198 para
braquiterapia?
IAEA Parte 6, Conferencia 1. Braquiterapia fuentes y equipos 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