![](3D"file5999_archivos/image002.gif")
<=
![endif]>Diseño
y cálculo de blindaje para zonas de alto, medio y bajo riesgo
radiológico de la unidad de medicina nuclear con SPECT-CT=
Design and shielding to high, medium and low risk
radiological zones of the nuclear medicine unit with SPECT-CT
=
Vilma Nohemí Yanchapanta Bastidas[1], Mary Elizabeth Ganán Andino[2], Juan Miguel Olalla Pilc=
o[3], Ro=
sa
Maricela Ormaza Hugo[4], Na=
dia Aimee González López[5] & Richard Willians Pachacama C=
hoca[6]
=
Recibido: 22-03-2019 / Revisado:
27-04-2019 /Aceptado: 26-05-2019/ Publicado: 05-06-2019
Abstract . =
; &n=
bsp; =
; DOI: https://doi.org/10.33262/cienciadigital.v=
3i2.6.55 =
The objective of the present work wa=
s to
design and calculate the shielding for areas of high, medium and low
radiological risk of a facility that will include a computer hybridized
computed tomography by emission of a single photon added with a computerized
tomography. The technical considerations of radio protection recommended by
International Organizations were taken into account. For the calculation of
shielding, a code was generated in MATLAB according to the methodology used=
in
the SRS-2/1 of the International Atomic Energy Agency and TG 108 of the wor=
king
group of the American Association of Physicists in Medicine, which took into
account dose restrictions for both occupationally exposed and public person=
nel,
use factor, occupation factor, distances, workloads, patient flow, type of
radiopharmaceutical and the different rooms where the patient can be. The
radiopharmaceutical taken as a reference was Iodine-131 due to its energy
value. As a result, the design of the Nuclear Medicine enclosure was obtain=
ed,
which has a total of 31 premises, distributed in accordance with the
recommendations of the regulations used and in compliance with the principl=
es
of radiological protection, of which 11 needed to be shielded. The thicknes=
ses
of the protection barrier were determined in lead and concrete, which vary =
from
25 to 65 cm in concrete, which is equivalent to lead sheets of 4 to 10 mm
Keywords=
:. Shieldi=
ng,
iodine-131, shielding,=
radiopharmaceutical, nuclear medicine.
Resumen.
El
objetivo del presente trabajo fue realizar el diseño y cálculo
del blindaje para zonas de alto, medio y bajo riesgo radiológico de =
una
instalación que abarcará un equipo hibrido de tomografí=
;a
computarizada por emisión de un fotón simple añadido c=
on
un tomógrafo computarizado. Se tomó en cuenta las consideraci=
ones
técnicas de radio protección recomendadas por Organismos
Internacionales. Para el cálculo de blindaje se generó un
código en MATLAB según la metodología utilizada en el
SRS-2/1 del Organismo Internacional de Energía Atómica y el TG
108 del grupo de trabajo de la Asociación Americana de Físico=
s en
Medicina, en donde se tuvieron en cuenta las restricciones de dosis tanto p=
ara
el personal ocupacionalmente expuesto y público, factor de uso, fact=
or
de ocupación, distancias, cargas de trabajo, flujo de pacientes, tip=
o de
radiofármaco y las diferentes salas donde el paciente puede estar. El
radiofármaco tomado como referencia fue el Yodo-131 debido a su valo=
r de
energía. Como resultado se obtuvo el diseño del recinto de
Medicina Nuclear que cuenta con un total de 31 locales, distribuidos de acu=
erdo
con las recomendaciones de las normativas usadas y cumpliendo con los
principios de protección radiológica, de los cuales 11
necesitaron ser blindados. Los espesores de la barrera de protección
fueron determinados en plomo y concreto los mismos que varían de 25 =
a 65
cm en concreto lo que equivale en láminas de plomo de 4 a 10 mm
Palabras claves: Blindaje,
yodo-131, blindaje, radiofármaco, medicina nuclear
Introducción
La protección radiológica es un conjunto de
medidas establecidas para la seguridad y la protección de los seres
humanos y del medio ambiente frente a los posibles riesgos que se deriven d=
e la
exposición a las radiaciones ionizantes (International Commission on Radiation
Units and Measurements,
2016), convirtiéndose en un tema de vital importancia en todo centro=
que
haga uso de fuentes radiactivas no encapsuladas como es el caso de Medicina
Nuclear. Las medidas de protección vienen condicionadas por aspectos
fundamentales como el diseño de la instalación, material
radiactivo, equipamiento, construcción y adquisición de eleme=
ntos
de blindaje o la definición de los procedimientos de trabajo (Castro,
Muñoz-Bravo, & Plazas, 2015).
En el área de Medicina Nuclear se utilizan equipos híbridos como
tomógrafos computarizados (CT) acoplados a un equipo de Tomog=
rafía
Computarizada por Emisión Mono fotónica (SPECT) (Hérnandez<=
/span>,
Rodriguez, & Ramos ,
2018), el cual permite a los médicos rastrear la ruta de los radiof&=
aacute;rmacos
una vez incorporado a los pacientes (Mariani, y otros, 2010). Este equipo
está instalado en una área que cumple
con ciertos requisitos de diseño como: garantizar que las dosis que
reciba el Personal Ocupacionalmente Expuesto (POE) y el público cump=
la
con el principio ALARA (International Commission on Radiological Protection, 2011).
Una vez administrado el material radiactivo a los pacien=
tes,
estos se convierten en fuentes radiactivas ambulantes, cuya posición
debe ser considerada para el cálculo de blindaje (Castro,
Muñoz-Bravo, & Plazas, 2015), por tanto, las habitaciones de
tratamiento, salas de administración, cuarto caliente, salas de
adquisición de imagen, entre otras, deben estar ubicados de preferen=
cia
en una zona poco transitada, las mismas que deben tener un control de acces=
o,
con una baja probabilidad de riesgo de incendio, inundaciones, de fá=
cil
traslado del material radiactivo y contar con el espesor del blindaje capaz=
de
atenuar la radiación a los niveles permisibles (Centro Nacional de
Seguridad Nuclear , 2001) además, que cada centro de imagen debe con=
tar
con sus propios cuartos de captación y almacenamiento de material
radiactivo (Hérnandez, Rodriguez,
& Ramos , 2018).
En correspondencia con lo antes expuesto, el objetivo del
trabajo es realizar el diseño y cálculo del blindaje para una
instalación de un híbrido SPECT-CT, tomando en cuenta las
consideraciones técnicas de radio protección recomendadas por
Organismos Internacionales.
Metodologia
El diseño y cálculo de blindaje del SPECT-CT se
realizó según el siguiente orden: i) análisis del esta=
do
actual de la bibliografía y del objeto de investigación, ii) selección de la institución hospita=
laria
donde se realizaría el estudio, iii)
diseño y distribución de los diferentes ambientes de la
Instalación de Medicina Nuclear y de las zonas de riesgo, iv) cálculo del blindaje.
Para el análi=
sis
del estado actual de la bibliografía y del objeto de
investigación se efectuó una minuciosa revisión
bibliográfica, detección y extracción de
información de valor sobre el estado del arte del marco conceptual d=
el
diseño y cálculo de blindajes
tomando como referen=
cia
las recomendaciones de la Asociación Americana de Físicos
Médicos (AAPM TG-108) (Guevara Rojas, Romero Carlos, & Berrocal =
Ti,
2014), Consejo Nacional de Protección y Mediciones Radiológic=
as
NCRP 147 (National Council Radiation
Protection and Measurement=
s,
2004) , NCRP 151 (National Council On Radiation Protection &=
; Measurements, 2005) y de la Agencia Internacional de
Energía Atómica (IAEA SRS 2/1) (Agency International Energy <=
span
class=3DSpellE>Atomic, 2016).
La selección =
de
la instalación hospitalaria objeto de estudio se efectuó en b=
ase
a la necesidad de diseño de nuevas instalaciones con infraestructura
especializada que permitiera la instalación de nuevos estudios de
diagnóstico usando otros radiofármacos. En función de =
ello
se eligió el Hospital de Especialidades Teodoro Maldonado Carbo IEES-Guayaquil el que presta 60
servicios de salud, incluido el de Medicina Nuclear, cuyo servicio es de fo=
rma
limitada, realizándose solamente procedimientos relacionados con ter=
apia
metabólica ambulante usando Yodo-131 y el resto de pacientes son
derivados a otras instituciones de salud.
En el diseño y
distribución de los diferentes ambientes de la Instalación de
Medicina Nuclear, se ha tomado como referencia las recomendaciones
internacionales antes mencionadas. En este diseño se consideraron
criterios para la delimitación de zonas de alto, mediano y bajo ries=
go
radiológico, de acuerdo con las exigencias establecidas para este ti=
po
de instalación, a fin de asegurar el cumplimiento con las normas de
seguridad y protección radiológica para el POE, públic=
o y
medio ambiente (Organismo internacional de energía atómica
, 2011). Dentro de los principales criterios se tuvo en cuenta lo
siguiente:
&=
#9679; =
Las áreas se distribuyero=
n de
tal manera que las salas con mayores niveles de tasa de dosis (habitaciones,
sala de imagen, sala de captación, cuarto caliente, cuarto de desech=
os y
almacenamiento) estén cerca al límite del hospital (ár=
ea
libre), y que las salas con menores niveles de tasa de dosis (consultorio,
oficinas, secretaría, estación de enfermería, sala de
espera) estén próximos a las áreas donde se encuentra =
el
público en general (Guevara Rojas, Romero Carlos, & Berrocal Ti,
2014).
&=
#9679; =
Para las dimensiones de las sala=
s,
se consideró las dimensiones del equipo SPECT-CT (para la sala de
imagen), la cámara de flujo laminar (para el cuarto caliente), camas
(para las habitaciones de internamiento) (Guevara Rojas, Romero Carlos, &am=
p;
Berrocal Ti, 2014).
&=
#9679; =
El cuarto caliente y la sala de
captación del paciente están separados del ambiente donde se
encuentra el equipo SPECT-CT (sala de imagen) por un corredor, con la final=
idad
de no aumentar la radiación de fondo (Guevara Rojas, Romero Carlos,
& Berrocal Ti, 2014).
&=
#9679; =
Para el Área Controlada y=
no
controlada se realizó una adecuada señalización en
cumplimiento con los estándares internacionales (National
Council On Radiation Protection & Measurements,
2005).
Durante la
clasificación de zonas de riesgo se tomó en cuenta la
restricción de dosis equivalentes usadas para la protección de
los trabajadores y público, es decir, 20 mSv y 1 mSv año para=
POE
y público respectivamente (National Coun=
cil On Radiation Protection
& Measurements, 2005). El área desig=
nada
para la construcción de la Unidad de Medicina Nuclear fue de 400 m
Figura 1. Ubicación de la Unidad de Medicina Nuclear
![](3D"file5999_archivos/image004.jpg")
<=
/span>
Para el cálculo del blind=
aje
se realizó a través de una hoja de cálculo utilizando =
el
programa MATLAB, considerando la metodología establecida en la
publicación de la Asociación Americana de Física M&eac=
ute;dica
(Guevara Rojas, Romero Carlos, & Berrocal Ti, 2014).
Para la determinación del
espesor de las barreras primarias, se estimó la carga de trabajo (W)=
y
el factor de transmisión (B), el cual está dado por la
ecuación (1) tanto para los cuartos de inyección, radio-farma=
cia
y habitaciones de internamiento de pacientes que han recibido Yodo-131 se
consideró que permanecerían 72 horas y máximo 2 pacien=
tes
por habitación.
|
|
(1) |
![](3D"file5999_archivos/image006.gif")
Donde: P
representa la restricción de dosis para POE o público; d es la distancia fuente-punto de
cálculo; T representa el
factor de ocupación; NW=
es igual al número de pacientes por semana; ![](3D"file5999_archivos/image008.gif")
=
es la actividad del radionúc=
lido;
tU representa el tiempo de captación según el
radionucleido utilizado; ![](3D"file5999_archivos/image010.gif")
=
es el factor de reducción de=
la
dosis al tiempo de captación.
Para el bunker donde abarca al equipo de SPECT-CT se
calculó B a través de la ecuación (2):
|
|
(2) |
![](3D"file5999_archivos/image012.gif")
Donde a diferencia de la
ecuación (1), esta considera el tiempo de duración del estudi=
o (tI); el factor de decaimiento debido al ti=
empo
de captación (FU) y ![](3D"file5999_archivos/image014.gif")
=
que representa el factor de
reducción de la dosis al tiempo del estudio. Una vez calculado el fa=
ctor
B, se realizó el cálculo del espesor de la barrera utilizando=
el
número de capas décimo reductoras (TVL) (Robledo & Russo,
2009) , utilizando la ecuación (3):
|
|
(3) |
![](3D"file5999_archivos/image016.gif")
Resultados y discusión.
Los resultados del diseño del recinto de Medicina
Nuclear fueron un total de 31 locales (gráfico 1), los cuales fueron
distribuidos de acuerdo a las recomendaciones del OIEA SRS-2/1 referente a =
la
clasificación de las zonas de riesgo y de estancia de pacientes,
considerándose la construcción de ambientes idóneos pa=
ra
personas con discapacidad. En la Tabla 1 y 2, se muestran los ambientes de =
las
áreas controladas y no controladas, donde se observó lo
siguiente:
Los ambientes de las áreas determinadas como part=
e de
las zonas controladas y no controladas, tiene relación directa con lo
presentado en otros estudios (González Gonz&aac=
ute;lez,
y otros, 2015) con la diferencia en la determinación del sistema de
ventilación, debido a que la normativa ecuatoriana no considera
especificaciones (Comisión de Energía Atómica, 1978) y=
se
trabaja en función de los procesos de ventilación usados dent=
ro
del hospital (Hospital Dr. Teodoro Maldonado Carbo,
2017)
Los ambientes de la zona no controlada, incluye las
áreas como salas de espera, baños, consultorios, etc.,
además de nuevas áreas como la secretaría, área=
s de
control eléctrico, control de incendios, cabinas telefónicas,
etc. (González González, y otros,
2015).
En la zona utilizada por el equipo SPET-CT (área
controlada), se contó con áreas de espera, cuartos de
administración de radiofármacos y zonas de adquisición=
de
imágenes (Calderón Marín, y otros, 2017).
Gráfico 1. Diseño
propuesto para la construcción de una Unidad de Medicina Nuclear
Habitación 1 Habitación 2 Habitación 3 Habitación 4 Puerta Salida Bodega Habitación enfermera Sala de control SPECT-CT Cuarto
de Tableros
eléctricos =
Cuarto
de =
control
de =
incendios
Sala de espera 2 (pacientes de ergonometría) Sala de espera 1 Cuarto de desechos Cuarto de almacenamiento Sala de ergonometría Radiofarmacia Cuarto de inyección UPS Consultorio 1 Consultorio 2 Cabina 1 Cabina 2 Secretaría recepción=
Enfermería &n=
bsp;
Puerta de ingreso AVENIDA PRINCIPAL<=
o:p> Puerta de entrada para material
radiactivo y salida de pacientes ambulatorios P A R Q U E A D E R O De baja actividad a alta actividad Sala de Físico Médico Sala de lectura de resultados Baño mujeres Baño hombres Los ambientes que se consideraron con alto riesgo
radiológico (área controlada), son el cuarto caliente
(área que se encuentra destinada para almacenar las moléculas
trasportadoras que se usarán para los diferentes radioisótopo=
s),
cuartos de tratamiento (lugar donde los pacientes permaneces aislados
aproximadamente tres días cuando se realizan tratamientos
metabólicos utilizando Yodo 131), cuarto de almacenamiento y cuarto =
de
desechos (lugar en donde se almacenara los bultos que contengan sába=
nas,
vómito, etc) Los ambientes que presenta un nivel medio de riesgo
radiológico (área controlada), son la sala que abarca el
SPECT-CT, sala de inyección y la sala de espera uno, mientras que lo=
s de
bajo riesgo radiológico (área no controlada) se tienen en la =
sala
de ergometría, baño para pacientes, sala de espera 2 y el cua=
rto
de comandos. ![](3D"file5999_archivos/image017.gif")
<=
/span>
![](3D"file5999_archivos/image018.gif")
![](3D"file5999_archivos/image020.gif")
|
ÁREA CONTROLADA |
|||
|
Número |
Ambientes |
Número |
Ambientes |
|
1 |
Habitaci&oacu=
te;n
para la enfermera en turno |
2 |
Salas de espe=
ra
para pacientes inyectados |
|
4 |
Habitaciones =
de
internamiento |
1 |
Cuarto calien=
te |
|
1 |
Sala de equipo
SPECT-CT |
1 |
Sala de
Ergometría |
|
1 |
Sala de contr=
ol |
1 |
Cuarto de
Desechos |
|
1 |
Cuarto de
Inyección |
1 |
Cuarto de
Almacenamiento |
Tabla 2. Distribución de
ambientes Área no controlada
|
ÁREA NO CONTROLADA |
|||
|
Número |
Ambientes |
Número |
Ambientes |
|
1 |
Sala de
Físicos Médicos |
1 |
Estació=
;n
de enfermería |
|
2 |
Consultorios
Médicos |
1 |
Secretar&iacu=
te;a |
|
1 |
Sala de lectu=
ra
de resultados |
2 |
Estaciones de
cabinas telefónicas |
|
1 |
Bodega |
1 |
UPS |
|
4 |
Baños<= o:p> |
1 |
Sala de table=
ros
eléctricos |
|
1 |
Sala de esper=
a |
1 |
Sala de contr=
ol
de incendios |
Además se consideraron dos cabinas telefón=
icas
para una mejor comunicación con los pacientes de tratamiento
metabólico desde la sala de espera 1, una puerta exclusiva para el
ingreso del material radiactivo; el ancho de los pasillos para el ingreso d=
el
equipo; la presencia de puertas separando cada una de las zonas de riesgo c=
on
sus porterías eléctricas; el ingreso de la alimentación
para los pacientes en las habitaciones de tratamiento por la puerta de sali=
da
de la Instalación de Medicina Nuclea la que se diseñó =
con
un dispositivo giratorio evitando el contacto con la persona encargada de la
alimentación.
En las tablas 3, 4 y 5 muestran los resultados del
cálculo de blindaje para las zonas de alto y medio riesgo
radiológico (área controlada) y bajo riesgo radiológico
(área no controlada), respectivamente. Sobre estos resultados se com=
enta
lo siguiente:
Los valores de espesor para la zona de alto riesgo
radiológico (habitaciones, cuarto caliente, cuartos de desechos y
almacenamiento) fueron de 42 y 65 cm de concreto y de 7 a 11 mm en plomo
utilizando una densidad de concreto de 2.3 g/cm3 y del plomo de =
11.33
g/cm3. En el caso de la habitación uno y dos los espesore=
s se
encuentran entre los 37 y 39 cm para el concreto y los 6 y 7 mm de plomo, p=
ues
dependen de los factores de ocupación con cada área colindant=
e.
Tabla 3: Blindaje requerido para la zona=
de
alto riesgo radiológico
|
Zona a Blinda=
r |
Espesor en
Concreto [cm] |
Espesor en Pl=
omo
[mm] |
|
Habitaci&oacu=
te;n
1 |
65 |
11 |
| 37 |
6 |
|
|
49 |
8 |
|
|
Habitaci&oacu=
te;n
2 |
62 |
11 |
|
39 |
7 |
|
| 65 |
11 |
|
|
Habitaci&oacu=
te;n
3 |
62 |
11 |
| 52 |
9 |
|
|
39 |
7 |
|
| 65 |
11 |
|
| Habitaci&oacu=
te;n
4 |
62 |
11 |
| 65 |
11 |
|
|
51 |
9 |
|
|
Radio Farmaci=
a |
55 |
9 |
|
56 |
10 |
|
| 45 |
8 |
|
|
45 |
8 |
|
| 42 |
7 |
|
|
Cuarto de
desechos |
46 |
8 |
| 46 |
8 |
|
|
Cuarto de
Almacenamiento |
65 |
11 |
| 59 |
10 |
|
|
55 |
9 |
|
| 59 |
10 |
Los espesores de las barreras para la zona que presenta =
un
nivel medio de riesgo radiológico donde se encuentra la SPECT-CT, sa=
la
de inyección y la sala de espera uno, requieren un blindaje menor, se
observan valores entre 28 a 50 cm de concreto y de 5 a 9 mm en plomo, esto =
se
debe a la actividad del radiofármaco que se administra al paciente, =
al
tiempo de permanencia en sala y a las distancias que existe entre la camill=
a y
las barreras primarias (paredes, techo y piso) .
Tabla 4: Blindaje requerido para las zon=
as
que presente un valor medio de riesgo radiológico
|
Zona a Blinda=
r |
Espesor en Concreto [cm] |
Espesor en Plomo [mm] |
|
Sala SPECT-CT=
|
33 |
6 |
| 37 |
6 |
|
|
33 |
6 |
|
| 28 |
5 |
|
| Cuarto de
Inyección |
40 |
7 |
| 48 |
8 |
|
|
45 |
8 |
|
|
Sala de esper=
a 1 |
45 |
8 |
|
48 |
8 |
Las paredes para las zonas de bajo riesgo radioló=
gico
donde se encuentran la sala de ergometría, baño para paciente=
s y
el cuarto de comandos varían sus espesores entre los 25 y 45 cm.
Tabla 5: Blindaje requerido para las zona=
s de
bajo riesgo radiológico
|
Zona a Blinda=
r |
Espesor en Concreto [cm] |
Espesor en Plomo [mm] |
|
Sala de
Ergometría |
30 |
8 |
| 45 |
8 |
|
|
25 |
4 |
|
| 34 |
6 |
|
| Baño |
37 |
6 |
|
Sala de esper=
a 2 |
30 |
5 |
Sala de Contr=
ol |
a1 |
A |
| a |
A |
|
|
a |
A |
Representa las p=
aredes
donde no se necesita blindaje.
CONCLUSIONES
·
Se
diseñaron un total de 31 locales que satisfacen los estándare=
s de
seguridad radiológica, además, garantizan un adecuado
funcionamiento de las áreas controladas y no controladas, y sobre to=
do
una independencia en actividades que tienen que ver con pacientes y personal
ocupacionalmente expuesto, en función del manejo de material radiact=
ivo
utilizado teniendo en cuenta las recomendaciones internacionales de segurid=
ad y
protección radiológica, generando un alto nivel de calidad en=
la
seguridad de pacientes, público y trabajadores.
·
Se determin=
aron
los espesores de la barrera de protección a 11 locales en plomo y
concreto, los mismos varían de 25 a 65 cm en concreto lo que equival=
e en
láminas de plomo de 4 a 10 mm.
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el
mundo actual, Argentina: AATN.
PARA CITAR EL
ARTÍCULO INDEXADO.
Y= anchapanta Bastidas, V., Ganán Andino, M., Olalla P= ilco, J., Ormaza Hugo, R., González López, N., & Pachacama Choc= a, R. (2019). Diseño y cálculo de blindaje para zonas de alto, m= edio y bajo riesgo radiológico de la unidad de medicina nuclear con SPECT= -CT. Ciencia Digital, 3(2.6), 206-218. https://doi.org= /10.33262/cienciadigital.v3i2.6.559
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