Ochrona radiologiczna w radioterapii

Transkrypt

1 OCHRONA RADIOLOGICZNA 2 Ochrona radiologiczna w radioterapii Jakub Ośko

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.

3 Wskazania do radioterapii Nowotwory głowy i szyi Nowotwory ginekologiczne Nowotwory prostaty Nowotwory miednicy, odbytu, pęcherza moczowego Leczenie uzupełniające nowotworów piersi Nowotwory mózgu Leczenie paliatywne

4 Cel radioterapii Narządy krytyczne Kierunek wiązki nowotwór

5 Cel radioterapii Dawka potrzebna do zniszczenia komórek nowotworowych jest nizsza niż dawka konieczna do zniszczenia zdrowych komórek.

6 Ochrona radiologiczna

7 Wymagania projektowe Uszkodzenie jednego komponentu systemu musi być natychmiast wykryte Minimalizacja wpływu błędów ludzkich na zwiększenie dawki BSS Appendix II

8 Wymagania projektowe Każdorazowy wybór, wskazanie i potwierdzenie parametrów: energia, odległość od targetu, wielkość pola, kierunek wiązki, czas naświetlania, dawka

9 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 10

11 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 12

13 Źródła izotopowe Źródła zamknięte Mechanizm sygnalizujące położenie źródła w pozycji roboczej

14 Awaryjny powrót do pozycji spoczynkowej 14

15 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

16 Teren kontrolowany Pomieszczenie kontrolne Pomieszczenie z aparaturą Maszynownia

17 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. 18

19 Systemy bezpieczeństwa Blokada drzwi. Logika dodatnia.

20 Pomieszczenie terapeutyczne

21 Pomieszczenie terapeutyczne Zalety dużych pomieszczeń: odległość to skuteczna osłona miejsce dla pacjenta i na akcesoria możliwość przyszłej rozbudowy

22 Pomieszczenie terapeutyczne Prawidłowe oznakowanie Odpowiednie usytuowanie poczekalni Uniemożliwienie przypadkowego wejścia do pomieszczenia terapeutycznego Ograniczenie przebywania w sąsiedztwie pomieszczenia terapeutycznego

23 Osłony Promieniowanie pierwotne Promieniowanie rozproszone

24 Obliczenia osłon Dawka efektywna / rok = WUT /d 2 Sv/rok T = parametr zależny od częstotliwości przebywania osób W= obciążenie U = współczynnik wykorzystania = 0,25 d = odległość zewnętrznej ściany od źródła

25 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

26 Obliczenia osłon W - obciążenie W = dawka w izocentrum(gy) x liczba pacjentów x czas W przypadku pomiarów i testów QA zwiększane o 20 %.

27 Definicje Source to Skin Distance (SSD) Source to Axis Distance (SAD) Izocentrum Wielkość pola Półcień

28 SSD Odległość między źródłem i skórą pacjenta Standardowe wielkości 50 cm dla urządzeń z Cs dla urządzeń z Co cm dla akceleratorów liniowych

29 SSD SSD=80cm

30 SAD Odległość między źródłem, a izocentrum Wartości SAD 80cm 100 cm dla urządzeń z Co 100cm dla akceleratorów liniowych

31 Izocentrum Punkt przecięcia osi obrotu gantry, leżanki, kolimatora i wiązki

32 Izocentrum Prawidłowy kierunek wiązki jest zapewniony jeżeli środek guza jest umieszczony w punkcie izocentrum

33

34 Wielkość pola Szerokość i długość wiązki promieniowania w odległości SSD lub SAD Wielkość pola na dowolnej głębokości szerokość połówkowa profilu na tej głebokości

35 Półcień Nieostra krawędź wiązki powstająca na skutek skoczonych rozmiarów Półcień geometryczny zależny od Wymiarów źródła SDD SSD Półcień radiologiczny Półcień geometryczny + rozproszenia

36 Półcień geometryczny P = S x (SSD+d-SDD) SDD P = S x f+d-f d f d CE półcień na płaszczyźnie S x f-f d CE = f d

37 Półcień radiologiczny/fizyczny zależy od Rozproszeń Energii (im niższa tym większy) Gęstości ośrodka rozpraszającego

38 Półcień radiologiczny/fizyczny

39 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)

40 Percentage Depth Dose (PDD) Field Size (s)=ab PDD (S,Q,f,d) = D D max x 100

41 Percentage Depth Dose 60 Co % depth dose Co Depth in cm

42 Depth Dose Podczas pomiarów PDD wielkość pola określa się na powierzchni fantomu Wzrasta z SSD, energią wiązki, wielkością pola Maleje z głebokością

43 Tissue Air Ratio Field Size(S)=AB TAR (s,d,q)= D d /D air

44 TAR TAR Vs Depth TAR 0.6 TAR Depth in cm

45 TAR TAR Vs Field size TAR Side of the square field (cm)

46 TAR Rozmiar pola określany w SAD Nie zależy od SSD Zależy od energii i głębokości

47 Scatter Air Ratio Field Size(S)=AB SAR (S,Q,d)= TAR(S,Q,d) - TAR(S,Q,0)

48 SAR Rośnie z energią i wielkością pola Maleje z głębokością

49 Peak scatter factor Field Size(S)=AB PSF (S,Q) = D max / D air

50 Tissue Phantom Ratio Field Size(S)=AB TPR(S,Q,d) = D d / D ref

51 Tissue Maximum Ratio Field Size(S)=AB TMR(S,Q,d) = D d / D max

52 TMR TMR Vs Depth TMR Depth in cm

53 TMR TMR Vs Field Size TMR Side of squre field (cm)

54 Kontrola jakości 1. Parametry mechaniczne i optyczne 2. Parametry wiązki

55 Parametry mechaniczne i optyczne Wielkość pola Izocentrum Pole promieniowania

56 Parametry wiązki X Napięcie i natężenie prądu Parametry wiązki wyjściowej Test pomiaru czasu Wielkość ogniska Rozproszenia

57 Parametry obrazu Rozdzielczość Kontrast

58 Testy bezpieczeństwa Test 1. Blokada drzwi 2. Przełączniki ruchu 3. Sygnalizacja świetlna 4. Wyłącznik awaryjny Codziennie

59 Testy dozymetryczne Fantom z umieszczonymi wewnątrz detektorami (np. TLD) Z uwzględnieniem najbardziej wrażliwych narządów (gonady, oczy, ) Fantom Rando

60 QA źródła izotopowe i akceleratory Układ mechaniczny Pole promieniowania Wskażniki promieniowania Blokady bezpieczeństwa

61 Test wielkości pola

62 Test izocentrum Slide 62

63 Test izocentrum

64 Test wskaźnika SSD wskażnik

65 QA źródła izotopowe Aktywność raz w miesiącu Energia nie wymagana Pomiar czasu - codziennie

66 QA akcelerator liniowy Moc dawki codziennie Energia codziennie

67 QA akcelerator liniowy Profil wiązki Symetria wiązki Półcień Raz na pół roku

68 QA Brachyterapia Testy bezpieczeństwa Integralność źródła Położenie źródła

69 Verification of source position Slide 69

70 Radiografia Pozycja źródła

71 Dawka 1. Dawka na jedną frakcję naświetlania 2. Moc dawki

72 Planowanie terapii Technika: SSD lub SAD Liczba wiązek Parametry wiązki Określane w izocentrum lub D max Modyfikacje wiązki kliny, osłony, kompensatory

73 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

74 Układ niezależnych listków wolframowych Planowanie terapii Kolimator listkowy

75 Planowanie terapii

76 Example: Przykład Dawka 6000 cgy w 30 frakcjach: w punkcie, izocentrum (100% wg ICRU) izodoza wokół guza (95%)

77 Dawka w jednej frakcji Punktowo Izodoza D f = TD N = 6000cGy 30 = 200cGy D f = TD N %Izodozy = 6000cGy = 210,5cGy TD - Tumour Dose

78 Dawka od wiązki we frakcji Dose (b,f) = D (f) x w (b) Total Weight(W)

79 Dawka Korekcja na wielkość pola S ref= 10 x 10 cm 2 S=15 x 15cm 2 d ref D(d ref,s ref ) d ref D(d ref, s) D(d ref,s) =D(d ref, S ref ) x RDF( S) Relative dose factor (RDF)

80 Dawka Jeśli do kalibracji wykorzystano TPR (Tissue Phantom Ratio) S ref =10 x 10 cm 2 Treatment Field Size (S) d ref D(d ref,s ref ) d D(d, s) D(d ref,s) =D(d ref, S ref ) x RDF( S) x TPR(d,s,Q)

81 3. Korekcja na osłony Dawka Osłona S ref =10 x 10 cm 2 d ref D(d ref,s ref ) 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 T f współczynnik osłony

82 3. Korekcja na klin Dawka Osłona S ref =10 x 10 cm 2 Klin Treatment Field Size (S) d ref d D(d ref,s ref ) 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 W f współczynnik klina

83 Obliczanie czasu terapii czas terapii = Dawka na wiązkę na frakcję Moc dawki w pukcie t = Dose (f) x w (b) /Total Wt D(d ref, S ref ) x RDF( S) x TPR(d,s,Q) x S f x W f

84 Obliczanie czasu terapii Uwzględnienie procentowej dawki głębokiej PDD t = Dose (f) x100 x w (b) / Total Wt D(d ref, S ref ) x RDF( S) x PDD(d,f,s,Q) x S f x W f x Total Wt

85 Try this example Calculate Treatment time to deliver 3000 cgy to 4 cm depth in15 # by single direct field 15 x 15 cm 2, no wedge but shielding included (RDF=1.024, W f =1, S f =.965, TPR(4cm)=1.06, D (ref) =150cGy/minute) Treatment Time = Dose per beam per fraction Dose rate at that point Dose per beam per fraction = 3000/15=200cGy Dose rate at 4cm = 150 x x 1 x.965 x 1.06 =157.2 cgy/min Treatment Time = 200/157.2 = 1.29 minutes Part VIII.3.5 Determination of Dose to a Patient-I Slide 85

86 Wypadki w radioterapii

87 Wypadek w radioterapii Wypadek radiacyjny to niezamierzone zdarzenie, które może spowodować negatywne skutki. Błąd operatora Awaria aparatury Inne

88 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

89 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

90 Narażenie pacjenta Radioterapia to bardzo skomplikowany proces od planowania do naświetlania. technolog może wykonywać 50 zabiegów dziennie. Ich parametry są bardzo podobne. Slide 90

91 Klasyfikacja wypadków Wypadki w radioterapii Związane z aparaturą Indywidualne Poszkodowanych wielu pacjentów Poszkodowany jeden pacjent

92 Przyczyny aparaturowe Aparatura dozymetryczna Kalibracja Symulatory Planowanie terapii Aparatura terapeutyczna Slide 92

93 Aparatura dozymetryczna 1. Niewłaściwe użycie współczynnika kalibracji 2. Złe porównanie z wzorcem 3. Niewłaściwe użycie

94 Planowanie terapii Niewłaściwe dane wejściowe Niezrozumienie algorytmu Niewystarczające szkolenie

95 Aparatura terapeutyczna Uruchomienie i testy Kalibracja Testy okresowe Awaria Niewłaściwe użycie

96 Wypadki radiacyjne Incydent: Kalibracja przeprowadzona dla dawki w wodzie, ale zinterpretowana dla dawki w powietrzu. Konsekwencje: Wzrost dawki o 11% Przyczyny: Niewłaściwe szkolenie

97 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

98 Wypadki radiacyjne Incydent: Niewłaściwe ciśnienie podczas kalibracji układu z Co. Konsekwencje: Wzrost dawki o 21% Przyczyna: Niewłaściwy odczyt ciśnieniomierza.

99 Wypadki radiacyjne Incydent: Dwukrotne uwzględnienie współczynnika klina. Konsekwencje: wzrost dawki o 14% Przyczyny: Niezrozumienie algorytmu

100 Korekta na klin Normalized isodose Corrected isodose

101 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.

102 Wpadki radiacyjne Przyczyna: Błąd dozymetrysty Działania naprawcze: Szkolenie personelu

103 Wypadki radiacyjne Incydent: Luźno zamontowany klin, zmiana rozkładu i zwiększenie dawki Przyczyny: Personel nie sprawdził ustawienia klina.

104 Wypadki radiacyjne t { { { } t Konsekwencje: Rozkład dawki otrzymanej przez pacjent był nieprawidłowy.

105 Wypadki radiacyjne Incydent: Energia elektronów emitowanych z akceleratora liniowego wynosiła 36MeV niezależnie od ustawień na konsoli Przyczyny: Awaria akceleratora. Błąd serwisanta.

106 Wypadki radiacyjne Przeprowadzono 27 zabiegów w ciągu 10 dni. Po tym okresie rozpoczęto poszukiwania korelacji reakcji obserwowanych u niektórych pacjentów ze stanem aparatury.

107 Wypadki radiacyjne Przyczyny: Zwarcie w układzie. Nieskuteczna komunikacja - fizycy nie zostali powiadomieni o awarii. Błędna interpretacja sprzecznych sygnałów, zignorowano odczyt miernika analogowego 36MeV.

108 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

109 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.

110 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.

111 Wypadki w brachyterapii Przyczyny: Błąd pracowników weryfikujących źródło. Nieporozumienie między użytkownikiem a dostawcą. Wnioski: Weryfikacja źródła powinna być wykonywana przez bezpośredni pomiar przed implantacją.

112 Wypadki w brachyterapii Incydent: Pacjent poddany terapii nowotworu odbytu za pomocą źródła High Dose Rate (HDR) zmarł. Źródło Ir 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.

113 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

114 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.

115 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.

116 Wypadki w brachyterapii 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.

117 Wypadki w brachyterapii Incydent: Podczas brachyterapii dwa źródła Ir-192 o aktywności mci umieszczono w cewnikach w przewodzie żółciowym wspólnym, poprzez nacięcie jamy brzusznej.

118 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.

119 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.

120 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.

121 Wnioski Wypadki w brachyterapii 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.

122 Dziękuję za uwagę 122