Protones Ionometría Iones - D E A - Departamento de ...dea.unsj.edu.ar/mednuclear/TRS398espaniol.pdf · COLECCIÓN DE REPORTES TECNICOS No. 398 Determinación de Dosis Absorbida

COLECCIÓN DE REPORTES TECNICOS No. 398

Determinación de Dosis Absorbida en

Haces Externos de Radioterapia

Un Código Internacional de Práctica para Dosimetría basada en patrones de Dosis

Absorbida en Agua

Rayos X de altaenergía

Electrones dealta energías

Protones

Ionometría

Ionespesados

Calorimetría enGrafito

Rayos X de bajaenergía

Rayos X deenergía media

DosimetríaQuimica

RayosGamma de

Co-60

Calorimetríaen agua

Rayos X de altaenergía

Electrones dealta energías

Protones

Ionometría

Ionespesados

Calorimetría enGrafito

Rayos X de bajaenergía

Rayos X deenergía media

DosimetríaQuimica

RayosGamma de

Co-60

Calorimetríaen agua

COLECCIÓN DE REPORTES TECNICOS No. 398

DETERMINACION DE DOSIS ABSORBIDA EN HACES EXTERNOS DE

RADIOTERAPIA

Un Código Internacional de Práctica para Dosimetría basada en Patrones de Dosis Absorbida en Agua

El Organismo Internacional de Energía Atómica no garantiza ni asume responsabilidad por la exactitud, calidad o autenticidad de la traducción/publicación/impresión del presente documento/de la presente publicación, ni asume responsabilidad alguna por pérdidas o daños consecuenciales o de otro tipo causados o derivados directa o indirectamente de su utilización, sea cual fuere y por quien fuere.

PREFACIO El Organismo Internacional de Energía Atómica publicó en 1987 un Código de

Práctica Internacional titulado “Determinación de la Dosis Absorbida en Haces de Fotones y Electrones” (Colección OIEA de Informes Técnicos Nº 277), en el cual se recomiendan procedimientos para obtener la dosis absorbida en agua mediante mediciones realizadas con una cámara de ionización en un haz externo de radioterapia. Una segunda edición de la Colección de Informes Técnicos Nº 277 se publicó en 1997, actualizando la dosimetría en haces de fotones, principalmente para rayos X de kilovoltaje. Otro Código de Práctica Internacional para la dosimetría en radioterapia denominado “Utilización de Cámaras de Ionización Plano-Paralelas en haces de fotones y electrones de altas energías” (Colección OIEA de Informes Técnicos Nº 381) fue publicado en 1997, para actualizar más la Colección de Informes Técnicos Nº 277 y complementarla con el tema de cámaras de ionización plano-paralelas. Ambos códigos han demostrado ser extremadamente valiosos para los usuarios de la dosimetría de haces de radiaciones aplicada en radioterapia. En la Colección de Informes Técnicos Nº 277 la calibración de las cámaras de ionización se fundamenta en patrones primarios de kerma en aire. Este procedimiento fue utilizado también en la Colección de Informes Técnicos Nº 381, aunque se comenzó a introducir la nueva tendencia para la calibración de cámaras de ionización directamente en un maniquí de agua y con respecto a la dosis absorbida en agua.

El desarrollo de patrones primarios de dosis absorbida en agua para haces de fotones y electrones de altas energías y el perfeccionamiento de los conceptos aplicados a la dosimetría de las radiaciones, han posibilitado reducir la incertidumbre en la dosimetría de haces aplicada a radioterapia. La dosimetría de rayos X de kilovoltaje, así como la de haces de protones y de iones pesados, el interés por las cuales ha crecido considerablemente en estos años; pueden también basarse en estos patrones primarios. De este modo es posible tener un sistema dosimétrico coherente basado en patrones de dosis absorbida en agua para prácticamente todos los haces que se utilizan en radioterapia. Muchos Laboratorios Primarios de Calibración Dosimétrica (LPCDs) proporcionan actualmente calibraciones en términos de dosis absorbida en agua para la calidad de la radiación gamma de 60Co. Algunos laboratorios han extendido las calibraciones a los haces de fotones y de electrones de altas energías o están en la etapa de desarrollo de las técnicas necesarias para estas modalidades.

En 1996, siguiendo las recomendaciones del Comité Científico del Grupo Asesor del OIEA para la Red OIEA/OMS de LSCD, se ejecutó un Proyecto Coordinado de Investigación durante 1997 – 1999 con la finalidad de elaborar un nuevo Código de Práctica Internacional basado en patrones de dosis absorbida en agua. El Código de Práctica está avalado además por la Organización Mundial de la Salud (OMS), la Organización Panamericana de la Salud (OPS) y la Sociedad Europea de Radiología

Terapéutica y Oncología (SERTO). La versión final fue revisada por representantes de las organizaciones que avalan el Código de Práctica y por un gran número de científicos.

El presente Código de Práctica satisface la necesidad de un consenso sistemático y unificado internacionalmente para la calibración de cámaras de ionización en términos de dosis absorbida en agua y para la utilización de estos detectores en la determinación de la dosis absorbida en agua para haces de radiación utilizados en radioterapia. El Código de Práctica proporciona una metodología para la determinación de la dosis absorbida en agua en haces de fotones de baja, media y alta energías, haces de electrones, haces de protones y haces de iones pesados, empleados para terapia de radiación externa. El oficial del OIEA responsable de este Código de Práctica fue P. Andreo de la División de Salud Humana.

NOTA EDITORIAL

A pesar de haber dedicado especial atención a la veracidad de la información contenida en esta publicación, tanto el OIEA como los Estados Miembros no asumen ninguna responsabilidad por las consecuencias que se pueden derivar de su aplicación.

La utilización de designaciones particulares de países o territorios no implica juicio alguno por el que publica, el OIEA, como status legal de estos países o territorios, de sus autoridades e instituciones o de la limitación de sus fronteras.

La mención de empresas específicas o productos terminados (se indique o no que son denominaciones registradas) no implica intención alguna de vulnerar derechos de propiedad intelectual ni debe interpretarse como un respaldo o recomendación por parte del OIEA.

La referencia a patrones de otras organizaciones no debe ser interpretada como un respaldo por parte del OIEA.

SOBRE ESTE LIBRO

El presente Código de Práctica difiere en su estructura de la Colección de Informes Técnicos No.277 y tiene más parecido con la Colección de Informes Técnicos No.381 en las recomendaciones prácticas, y los datos para cada tipo de radiación han sido colocados en una sección individual dedicada a la misma. Cada sección constituye esencialmente un Código de Práctica diferente e incluye procedimientos detallados y formularios.

El Código de Práctica está orientado a los usuarios, proporcionándoles calibraciones en términos de dosis absorbida en agua trazable a un Laboratorio Primario de Calibración Dosimétrica. Probablemente esta categoría de usuarios tienda a convertirse en mayoritaria, ya que muchos de los laboratorios están planificando o ya están preparados para suministrar las calibraciones en términos de dosis absorbida en agua tomando como referencia las calidades de radiación recomendadas en este Código de Práctica. Los usuarios, a los que aun no se les proporcionan las calibraciones en términos de dosis absorbida en agua, pueden todavía referirse a la kerma en aire, basados en Códigos de Práctica tales como las Colecciones de Informes Técnicos No.277 y 381 o adoptar el presente documento utilizando un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua derivado de una calibración en kerma en aire como se describe en el texto. En cualquier variante que sea utilizada, se recomienda encarecidamente a los usuarios verificar exactamente cuál magnitud física ha sido seleccionada para la calibración del dosímetro de referencia, con la intención de aplicar el formalismo correcto.

Un listado de las siglas de las organizaciones mencionadas en este Código de Práctica aparece en la sección 1.7.

Se invita a los usuarios a evaluar críticamente este Código de Práctica y enviar sus comentarios a:

Jefe de la Sección de Dosimetría y Física Médica División de Salud Humana Organismo Internacional de Energía Atómica Wagramer Strasse 5, P.O. Box 100, A-1400 Vienna, Austria E-mail: [email protected] Fax: +43–1–26007

INDICE 1. INTRODUCCION........ ............................................................ ......................

1.1 Antecedentes............................................................................ .......... 1.2 Ventajas de un código de práctica basado en patrones de dosis

absorbida en agua .............................................................................. 1.2.1 Incertidumbre reducida .......................................................... 1.2.2 Un sistema de patrones primarios más robusto....................... 1.2.3 Utilización de un formalismo simple......................................

1.3 Tipos de radiación y rango de calidades de haces.............................. 1.4 Utilización práctica del código .......................................................... 1.5 Expresión de incertidumbres.............................................................. 1.6 Magnitudes y símbolos....................................................................... 1.7 Siglas de las organizaciones...............................................................

1 1

5 5 7 7 8 9 9

10 15

2. ESTRUCTURA.................................................. ............................................

2.1 El sistema internacional de unidades................ ................................. 2.1.1 La red OIEA/OMS de LSCDs................................................

2.2 Patrones de dosis absorbida en agua..................................................

16 16 18 18

3. FORMALISMO BASADO EN ND, w...................... .......................................

3.1 Formalismo......................................................................................... 3.1.1 Condiciones de referencia....................................................... 3.1.2 Magnitudes de influencia........... .............................................

3.2 Corrección por la calidad de radiación del haz, kQ,Qo......................... 3.2.1 Un kQ,Qo modificado para calibraciones cruzadas de haces de

electrones................................................................................. 3.3 Relación con los códigos de práctica basados en NK..........................

22 22 22 23 23

26 27

4. IMPLEMENTACION.............................................. ...................................... 4.1 Generalidades..................................................................................... 4.2 Equipamiento.....................................................................................

4.2.1 Cámaras de ionización............................................................ 4.2.2 Sistema de medición............................................................... 4.2.3 Maniquíes ............................................................................... 4.2.4 Camisa impermeable para la cámara ..................................... 4.2.5 Posicionamiento de las cámaras de ionización a la

profundidad de referencia........................................................ 4.3 Calibración de cámaras de ionización...............................................

4.3.1 Calibración en un haz de 60Co................................. ............... 4.3.2 Calibración en haces de rayos X de kilovoltaje......................

29 29 31 32 41 42 44

44 47 48 50

4.3.3 Calibración en otras calidades................................................ 4.4 Dosimetría de referencia en el haz del usuario..................................

4.4.1 Determinación de la dosis absorbida en agua......................... 4.4.2 Consideraciones prácticas para las mediciones en el haz del

usuario...................................................................................... 4.4.3 Corrección por magnitudes de influencia..... ..........................

52 52 52

53 54

5. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE RADIACION GAMMA

DE 60Co ........................................................... ............................................... 5.1 Generalidades..................................................................................... 5.2 Equipamiento dosimétrico..................................................................

5.2.1 Cámaras de ionización............................................................ 5.2.2 Maniquíes y camisas de las cámaras.......................................

5.3 Identificación de la calidad del haz.................................................... 5.4 Determinación de la dosis absorbida en agua....................................

5.4.1 Condiciones de referencia...................................................... 5.4.2 Determinación de la dosis absorbida en condiciones de

referencia................................................................................. 5.4.3 Dosis absorbida en zmax...........................................................

5.5 Calibración cruzada de cámaras de ionización de campo................. 5.6 Mediciones en condiciones de no-referencia.....................................

5.6.1 Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central... 5.6.2 Factores de campo ..................................................................

5.7 Incertidumbre estimada en la determinación de la dosis absorbida en agua en condiciones de referencia.................................................

5.8 Formulario....... ...................................................................................

62 62 62 62 62 63 64 64

65 65 65 66 66 67

67 70

6. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE FOTONES DE ALTAS ENERGIAS.................................................... .................................................

6.1 Generalidades..................................................................................... 6.2 Equipamiento dosimétrico..................................................................


6.3 Identificación de la calidad del haz.................................................... 6.3.1 Selección del indicador de calidad del haz............................. 6.3.2 Medición de la calidad del haz................................................

6.4 Determinación de la dosis bsorbida en agua.................................... 6.4.1 Condiciones de referencia...................................................... 6.4.2 Determinación de la dosis absorbida en condiciones de


73 73 73 73 74 75 75 76 77 77

79 79

6.5 Valores para kQ,Qo............................................................................... 6.5.1 La cámara calibrada en 60Co................................................... 6.5.2 La cámara calibrada en un conjunto de calidades de haces

de fotones..................... ............................................................ 6.5.3 La cámara calibrada en Q0 con valores genéricos

experimentales de kQ,Qo............................................................ 6.6 Calibración cruzada de cámaras de ionización de campo ................ 6.7 Mediciones en condiciones de no-referencia. ...................................

6.7.1 Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central... 6.7.2 Factores de campo...................................................................

6.8 Incertidumbre estimada en la determinación de la dosis absorbida en agua en condiciones de referencia...............................................

6.9 Formulario..........................................................................................

79 79

84

85 85 86 86 87

88 90

7. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE ELECTRONES DE ALTA ENERGIA..................................................... ..................................................



7.3 Identificación de la calidad del haz.................................................... 7.3.1 Selección del indicador de calidad del haz ............................ 7.3.2 Medición de la calidad del haz................................................

7.4 Determinación de la dosis absorbida en agua.................................... 7.4.1 Condiciones de referencia....................................................... 7.4.2 Determinación de la dosis absorbida en condiciones de


7.5 Valores para kQ,Qo............................................................................... 7.5.1 Cámara calibrada en 60Co ...................................................... 7.5.2 Cámara calibrada en una serie de calidades de haz de

electrones................................................................................ 7.6 Calibración cruzada de cámaras de ionización..................................

7.6.1 Procedimiento para la calibración cruzada............................. 7.6.2 Uso posterior de una cámara calibrada de forma cruzada......

7.7 Mediciones en condiciones de no-referencia............................. ........ 7.7.1 Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central... 7.7.2 Factores de campo ..................................................................

7.8 El uso de maniquíes plásticos............................................................. 7.8.1 Ajuste a escala de profundidades............................................

94 94 94 94 95 96 96 97 98 98

100 100 100 101

101 102 106 109 109 109 110 110 111

7.8.2 Maniquíes plásticos para la identificación de la calidad del haz..........................................................................................

7.8.3 Maniquíes plásticos para la determinación de la dosis .absorbida en zref.....................................................................

7.8.4 Maniquíes plásticos para distribuciones de dosis en profundidad ............................................................................


7.10 Formulario..........................................................................................

112

112

113

117 120

8. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE RAYOS X DE

KILOVOLTAJE DE BAJA ENERGIA ............ ............................................ 8.1 Generalidades..................................................................................... 8.2 Equipamiento dosimétrico..................................................................

8.2.1 Cámaras de ionización............................................................ 8.2.2 Maniquíes................................................................................

8.3 Identificación de la calidad del haz.................................................... 8.3.1 Selección del indicador de calidad del haz......................... 8.3.2 Medición de la calidad del haz...............................................

8.4 Determinación de la dosis absorbida en agua.................................... 8.4.1 Condiciones de referencia...................................................... 8.4.2 Determinación de la dosis absorbida en condiciones de

.referencia................................................................................ 8.5 Valores para kQ,Qo............................................................................... 8.6 Mediciones en condiciones de no-referencia..... ................................



8.8 Formulario..........................................................................................

124 124 125 125 126 127 127 128 129 129

130 131 132 132 132

133 136

9. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE RAYOS X DE KILOVOLTAJE DE MEDIA ENERGIA............ ..........................................



9.3 Identificación de la calidad del haz.................................................... 9.3.1 Selección del indicador de calidad del haz............................. 9.3.2 Medición de la calidad del haz................................................

9.4 Determinación de la dosis absorbida en agua.................... ................

138 138 139 139 140 140 140 142 143

9.4.1 Condiciones de referencia...................................................... 9.4.2 Determinación de la dosis absorbida en condiciones de

referencia................................................................................. 9.5 Valores para kQ,Qo .............................................................................. 9.6 Mediciones en condiciones de no-referencia.....................................



9.8 Formulario..........................................................................................

143

144 144 145 145 147

148 150

10. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE PROTONES........................ 10.1 Generalidades................................................... .................................. 10.2 Equipamiento dosimétrico..................................................................

10.2.1 Cámaras de ionización......................................................... 10.2.2 Maniquíes y camisas de las cámaras....................................

10.3 Identificación de la calidad del haz.................................................... 10.3.1 Selección del indicador de calidad del haz.......................... 10.3.2 Medición de la calidad del haz.............................................

10.4 Determinación de la dosis absorbida en agua.................................... 10.4.1 Condiciones de referencia.................................................... 10.4.2 Determinación de la dosis absorbida en condiciones de

referencia.................................... .......................................... 10.5 Valores para kQ,Qo............................................................................... 10.6 Mediciones en condiciones de no-referencia.....................................

10.6.1 Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central 10.6.2 Factores de campo................................................................ 10.6.3 El uso de maniquíes plásticos para dosimetría relativa........


10.8 Formulario..........................................................................................

153 153 155 155 156 157 157 157 158 158

158 160 160 160 165 165

166 169

11. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE IONES PESADOS........ ...... 11.1 Generalidades..................................................................................... 11.2 Equipamiento dosimétrico..................................................................

11.2.1 Cámaras de ionización ........................................................ 11.2.2 Maniquíes y camisas de las cámaras....................................

11.3 Identificación de la calidad del haz.................................................... 11.4 Determinación de la dosis absorbida en agua....................................

11.4.1 Condiciones de referencia........................................................ 11.4.2 Determinación de la dosis absorbida en condiciones de

172 172 175 175 176 177 177 177

referencia.................................................................. ............... 11.5 Valores para kQ,Qo.............................................................................. 11.6 Mediciones en condiciones de no-referencia..................................... 11.7 Incertidumbre estimada en la determinación de la dosis absorbida

en agua en condiciones de referencia................................................. 11.8 Formulario..........................................................................................

178 179 180

183 185

ANEXO I. RELACION ENTRE LOS CODIGOS DE PRACTICA BASADOS EN NK Y EN ND,w..........................................................

I.1 Haces de 60Co, de fotones y electrones de altas energías..................... I.1.1 Resumen de las notaciones usadas para factores de calibración.... I.1.2 Comparación de las determinaciones de Dw...................................

I.2 Haces de rayos X de kilovoltaje.............................................................

188 188 192 193 195

ANEXO II. CALCULO DE kQ,Qo Y SU INCERTIDUMBRE............................. II.1 Generalidades............................................................................. II.2Radiación gamma de 60Co....................................................................

II.2.1 Valor de sw,air para 60Co.................................................................. II.2.2 Valor de Wair para 60Co.................................................................. II.2.3 Valores de pQ para 60Co................................................................. II.2.4 Resumen de los valores e incertidumbres para 60Co......................

II.3Haces de fotones de altas energías....................................................... II.3.1 Valores de sw,air en haces de fotones de altas energías................... II.3.2 Valor de Wair en haces de fotones de altas energías....................... II.3.3 Valores de pQ en haces de fotones de altas energías...................... II.3.4 Resumen de las incertidumbres en haces de fotones de altas

energías........................................................ ....................................... II.4Haces de electrones..............................................................................

II.4.1 Valores de sw, air en haces de electrones......................................... II.4.2 Valor de Wair en haces de electrones.............................................. II.4.3 Valores de pQ en haces de electrones............................................. II.4.4 Resumen de las incertidumbres en haces de electrones.................

II.5Haces de protones........... ..................................................................... II.5.1 Valores de sw, air en haces de protones............................................ II.5.2 Valor de Wair en haces de protones................................................ II.5.3 Valores de pQ en haces de protones............................................... II.5.4 Resumen de las incertidumbres en haces de protones...................

II.6Haces de iones pesados........................................................................ II.6.1 Valor de sw, air en haces de iones pesados...................................... II.6.2 Valor de Wair en haces de iones pesados........................................ II.6.3 Valor de pQ en haces de iones pesados..........................................

197 197 198 198 198 198 201 204 205 205 205

207 209 209 210 210 214 215 216 217 218 219 220 220 221 222

II.6.4 Resumen de las incertidumbres en haces de iones pesados...........

222

ANEXO III. IDENTIFICACION DE LA CALIDAD DEL HAZ DE FOTONES............. ............................................. ..............................

III.1 Visión general de los identificadores más comunes de la calidad de haces de fotones.......................................................................................

III.2 Ventajas y desventajas del TPR20,10..................................................... III.3 Ventajas y desventajas del PDD(10)x.................................................. III.4 Comentarios finales..............................................................................

224

224 226 230 236

ANEXO IV. EXPRESION DE INCERTIDUMBRES............. ......................... IV.1 Consideraciones generales acerca de errores e incertidumbres........... IV.2 Incertidumbres estándares de tipo A................................................... IV.3 Incertidumbres estándares de tipo B................................................... IV.4 Incertidumbres combinada y expandida..............................................

237 237 238 239 240

REFERENCIAS............................. ................................................ .................... .... 242

COLABORADORES EN LA PREPARACION Y EXAMEN.................... ......... 254

PUBLICACIONES DEL OIEA RELACIONADAS CON EL TEMA............. .... 257

1

1. INTRODUCCIÓN

1.1 ANTECEDENTES

En su informe 24 sobre la Determinación de la Dosis Absorbida en Pacientes Irradiados con Haces de Rayos X o Gamma en Procedimientos de Radioterapia, la Comisión Internacional de Unidades y Medidas Radiológicas (ICRU) [1] concluyó que “aunque es demasiado pronto para generalizar, la evidencia disponible para ciertos tipos de tumores señala la necesidad de una exactitud del ±5% en la administración de la dosis a un volumen blanco si se persigue la erradicación del tumor primario”. La ICRU continúa expresando “Algunos médicos han incluso pedido límites inferiores tales como ± 2%, pero en la actualidad (1976) es casi imposible lograr tal patrón”. Estas afirmaciones se realizaron en un contexto donde las incertidumbres se estimaron a un 95% de intervalo de confianza, y han sido interpretada como si correspondieran aproximadamente a dos desviaciones estándar. De esta manera el requerimiento para una exactitud de 5% en la administración de la dosis absorbida correspondería a una incertidumbre combinada de 2,5% al nivel de una desviación estándar. En el presente se considera que una meta en la dosis administrada al paciente basado en tales requerimientos de exactitud es muy estricta y la cifra debe ser aumentada hasta aproximadamente una desviación estándar de ± 5%, pero no hay recomendaciones definidas al respecto1. El requerimiento para una exactitud de ± 5% puede, en cambio, ser interpretado como una tolerancia para la desviación entre la dosis que se prescribe y la dosis administrada al volumen blanco. La radioterapia moderna ha confirmado, en todos los casos, la necesidad para una elevada exactitud en la dosis administrada si las nuevas técnicas van a ser empleadas, incluyendo el escalamiento de dosis en la radioterapia conformada en 3D. Las tecnologías que surgen en radioterapia, por ejemplo: herramientas en el diagnóstico moderno para la determinación del volumen blanco, sistemas comerciales de planeamiento y tratamiento 3D y aceleradores avanzados para irradiación, pueden ser utilizados totalmente solo si hay una alta exactitud en la determinación de la dosis y su administración.

Las diferentes etapas entre la calibración de cámaras de ionización en términos de la magnitud kerma en aire, Kair, en los laboratorios de calibración dosimétrica y la determinación de la dosis absorbida en agua, Dw, en hospitales utilizando los protocolos

1 Diversos estudios han concluido que para ciertos tipos de tumores la incertidumbre estándar

combinada en la administración de la dosis deberá ser menor que 3,3% o 3,5% [2, 4], “aún cuando en muchos casos son aceptables valores mayores y en algunos casos especiales deberá aspirarse a valores menores” [3]. Debe ser declarado que tomando en cuenta las incertidumbres en los algoritmos de cálculo de dosis, un límite más apropiado para la incertidumbre estándar combinada en la dosis administrada al volumen blanco estaría alrededor del 5% [4, 5].

2

dosimétricos basados en el factor2 ND,air (o Ngas) introducen incertidumbres no deseadas en la comprensión de Dw. Muchos factores están involucrados en la cadena dosimétrica que se inicia con un factor de calibración en términos de kerma en aire, NK, medido en aire utilizando un haz de 60Co y finaliza con la dosis absorbida en agua, Dw medida en agua en haces clínicos. Las incertidumbres en la cadena surgen principalmente de las conversiones realizadas por el usuario en el hospital, por ejemplo los factores bien conocidos km y katt utilizados en muchos códigos de prácticas y protocolos dosimétricos [8, 19]. Las incertidumbres asociadas con la conversión de Nk a ND,air (o Ngas) significa que, en la práctica, el punto de partida en la calibración de haces clínicos siempre involucra una incertidumbre considerable [20]. La estimación de incertidumbres dada en anteriores Códigos de Práctica del OIEA [17, 21] muestra que durante la calibración del haz la mayor contribución a la incertidumbre surge de las diferentes magnitudes físicas involucradas en el proceso y en el gran número de etapas realizadas, obteniéndose incertidumbres estándar de hasta el 3% ó 4%. Incluso si estimados de incertidumbre más recientes [22, 23] han disminuido estas cifras, la contribución proveniente de la primera etapa de la cadena dosimétrica de radioterapia aún no cumple con la exigencia de una incertidumbre baja, para minimizar la incertidumbre final en la dosis que se administra al paciente.

Reich [24] propuso la calibración de los dosímetros usados en radioterapia en términos de dosis absorbida en agua, destacando las ventajas de utilizar la misma magnitud y condiciones experimentales del usuario. El estado actual en el desarrollo de patrones primarios de dosis absorbida en agua para fotones y electrones de altas energías, así como el mejoramiento en los conceptos de dosimetría de las radiaciones y en la información disponible, han hecho posible reducir la incertidumbre en la calibración de los haces de radiación. El desarrollo de patrones de dosis absorbida en agua en Laboratorios Primarios de Calibración Dosimétrica (LPCD) ha sido la mayor aspiración del Comité Consultatif pour les Etalons de Mesure des Rayonnements Ionisants (Sección I) [25]. Mediciones de dosis absorbida en grafito utilizando calorímetros de grafito fueron desarrolladas inicialmente y continúan utilizándose por muchos laboratorios. Este procedimiento fue considerado como un paso intermedio entre la magnitud kerma en aire y la determinación directa de la dosis absorbida en agua, puesto que las mediciones calorimétricas absolutas en agua son más problemáticas. Las comparaciones de

2 La Norma ISO 31-0 [6], “Magnitudes y Unidades”, ha proporcionado una guía con respecto

a la utilización del término ‘coeficiente’, el cual debe ser utilizado para un multiplicador dimensional, y el término ‘factor’, que debe ser reservado para multiplicadores adimensionales. La Norma más reciente CIE-6-731 [7] no es consistente, sin embargo con el vocabulario de la Organización Internacional de Normalización (ISO), aún así proporciona una definición del término ‘factor de calibración’. A pesar de que el presente Código de Práctica continúa utilizando el término factor de calibración, los usuarios deberán estar conscientes de la posibilidad de un cambio en la terminología por los laboratorios de calibración a favor de coeficiente de calibración.

3

determinaciones de dosis absorbida en grafito fueron satisfactorias, y consecutivamente, el desarrollo de patrones de dosis absorbida en agua fue emprendido por algunos laboratorios. Los procedimientos para determinar la dosis absorbida en agua utilizando métodos para medir convenientemente las magnitudes principales o derivadas han sido mejorados considerablemente en los LPCD en las últimas décadas. Los procedimientos bien establecidos son: método de ionización, dosimetría química y calorimetría de agua y de grafito. Aunque sólo el calorímetro de agua permite la determinación directa de la dosis absorbida en agua en un maniquí de agua, la conversión y los factores de perturbación requeridos para los otros procedimientos son ahora bien conocidos en muchos laboratorios. Estos desarrollos apuntan a un cambio en la magnitud utilizada en el presente para calibrar cámaras de ionización y proporcionan factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua, ND, w para uso en haces de radioterapia. Muchos LPCD proporcionan calibraciones en ND, w en haces de rayos gamma de 60Co y algunos laboratorios han extendido estos procedimientos de calibración para haces de fotones y electrones de altas energías; otros laboratorios están desarrollando las técnicas necesarias para tales modalidades.

Los factores de calibración de un Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (LSCD), provenientes de un LPCD o del Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), son transferidos a los usuarios (hospitales). Para haces de radiación gamma de 60Co la mayoría de los LSCD pueden proporcionar a los usuarios factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua sin mucho esfuerzo experimental, puesto que todos los LSCD cuentan con este tipo de haces. Sin embargo, no les es posible, en general, suministrar factores de calibración experimentalmente calculados para haces de fotones y electrones de altas energías. El cálculo numérico de un factor de corrección de calidad del haz, referido a 60Co puede, sin embargo, ser realizado y el mismo sería equivalente al valor obtenido experimentalmente pero con una mayor incertidumbre.

Un gran avance en la radioterapia en los últimos años ha sido el incremento en la utilización con fines terapéuticos de instalaciones de irradiación de protones e iones pesados. La dosimetría práctica en estos campos está basada también en la utilización cámaras de ionización que pueden proporcionar calibraciones en ambos términos, kerma en aire y dosis absorbida en agua, por consiguiente los procedimientos dosimétricos desarrollados para fotones y electrones de altas energías pueden además ser aplicados a protones e iones pesados. En el otro extremo del rango de haces aplicados en radioterapia están los rayos X de kilovoltaje y para estos la utilización de patrones de dosis absorbida en agua fue introducida en la Colección de Informes Técnicos Nº 277 (TRS-277) [17]. Sin embargo, para rayos X de kilovoltaje, existen actualmente, pocos laboratorios que proporcionan calibraciones en ND,w porque la mayoría de los LPCD no han establecido aún los patrones primarios de dosis absorbida en agua para tales calidades de radiación. No obstante calibraciones en ND,w para haces de rayos X de kilovoltaje pueden ser proporcionadas por LPCD y LSCD basados en sus patrones

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Fig.1 Sistema dosimétrico coherente basado en patrones de dosis absorbida en agua. Los patrones primarios basados en calorimetría en agua, calorimetría en grafito, dosimetría química e ionometría permiten la calibración de cámaras de ionización en términos de dosis absorbida en agua, ND,w . Un código de práctica simple proporciona la metodología para la determinación de la dosis absorbida en agua para haces de 60Co, haces de fotones de baja, media y alta energías, haces de electrones, haces de protones y haces de iones pesados usados para terapia de radiación externa. de kerma en aire y en uno de los protocolos dosimétricos actuales para haces de rayos X. De esta forma, un sistema dosimétrico coherente basado en patrones de dosis absorbida en agua es hoy posible para prácticamente todos los haces de radioterapia [26] (ver Fig.1).3

3 Para haces de neutrones usados en radioterapia, el tejido blando de acuerdo a ICRU constituye el material de referencia al cual se asocia la dosis absorbida [26]. El presente Código de Práctica se basa en la magnitud de dosis absorbida en agua. Debido a la fuerte dependencia de los coeficientes de interacción de los neutrones de su energía y de la composición del material, no existe un procedimiento sencillo para derivar la dosis absorbida en tejido blando a partir de la dosis absorbida en agua. Por otra parte, la dosimetría de neutrones es tradicionalmente realizada con cámaras de ionización de tejido equivalente, llena completamente con un gas equivalente al tejido,

Rayos X de alta energía

Electrones de alta energías

Protones

Ionometría

Iones pesados

Calorimetría en Grafito

Rayos X de baja energía

Rayos X de energía media

Dosimetría Quimica

Rayos Gamma de

Co-60

Calorimetría en agua

Rayos X de alta energía

Electrones de alta energías

Protones

Ionometría

Iones pesados

Calorimetría en Grafito

Rayos X de baja energía

Rayos X de energía media

Dosimetría Quimica

Rayos Gamma de

Co-60

Calorimetría en agua

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Este nuevo Código de Práctica Internacional para la determinación de la dosis absorbida en agua en radioterapia de haces externos, usando una cámara de ionización o un dosímetro con un factor de calibración ND,w, será aplicable en todos los hospitales e instalaciones que prestan servicios de radioterapia a pacientes con cáncer. Aun cuando la naturaleza de estas instituciones puede ser muy variada, este Código de Práctica servirá como documento útil a los especialistas en física médica y a la comunidad radioterapeutica, y ayudará a lograr un grado aceptable de uniformidad y coherencia en el mundo entero en cuanto a la administración de dosis por radiaciones. Este Código de Práctica debería ser también de gran valor para la red OIEA/OMS de LSCD en lo referente al mejoramiento de la exactitud y coherencia en la determinación de las dosis, y por ende la estandarización de la dosimetría de las radiaciones en los muchos países donde prestan sus servicios. 1.2 VENTAJAS DE UN CÓDIGO DE PRÁCTICA BASADO EN PATRONES DE

DOSIS ABSORBIDA EN AGUA.

La dosis absorbida en agua es la magnitud de mayor interés en la terapia por radiaciones, debido a que esta magnitud está estrechamente relacionada con los efectos biológicos de las radiaciones. Las ventajas de las calibraciones en términos de dosis absorbida en agua y de los procedimientos dosimétricos que usan estos factores de calibración han sido presentadas por diferentes autores [20, 27, 28] y son descritos en detalle en un informe ICRU sobre dosimetría de fotones [29]. Un resumen de los aspectos más relevantes se da a continuación.

1.2.1 Incertidumbre reducida

El impulso hacia un principio mejorado para la dosimetría en radioterapia ha

obligado a los LPCD a dedicar mucho esfuerzo en las dos últimas décadas al desarrollo de patrones primarios de dosis absorbida en agua. La razón fundamental para cambiar las bases de las calibraciones de kerma en aire a dosis absorbida en agua fue la expectativa de que la calibración de las cámaras de ionización en términos de dosis absorbida en agua disminuiría considerablemente la incertidumbre en la determinación de la dosis absorbida en agua para haces de radioterapia. Las mediciones basadas en calibraciones en aire en términos de kerma en aire requieren factores de conversión dependientes de la con el objetivo de determinar la dosis absorbida en un medio homogéneo. A pesar de que es posible expresar el formalismo resultante [26] en términos de kQ,Qo, para la mayoría de los tipos de cámaras de ionización se carece de datos sobre los parámetros físicos que se aplican a las mediciones de dosis absorbida en agua en haces de neutrones. Por consiguiente, la dosimetría de haces de neutrones de radioterapia no es tratada en este Código de Práctica.

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cámara para determinar la dosis absorbida en agua. Estos factores de conversión no tienen en cuenta las diferencias entre cámaras individuales de un tipo específico. Por el contrario, las calibraciones en términos de dosis absorbida en agua pueden ser realizadas en condiciones s imilares para mediciones subsiguientes en el haz del usuario, de forma tal que la respuesta de cada cámara individual sea tomada en consideración. La fig. 2 muestra, para un gran número de cámaras de ionización cilíndricas comúnmente utilizadas en dosimetría de radioterapia, las variaciones cámara a cámara, demostradas para un tipo de cámara dado cuando se carece de consistencia en la relación ND,w/Nk en haces de 60Co. Las diferencias cámara a cámara de hasta un 0.8% han sido además reportadas por el BIPM [30] para un tipo de cámara dada. La eliminación de la componente incertidumbre causada por la suposición que todas las cámaras de un tipo dado son idénticas es una justificación a favor para la calibración directa de cámaras de ionización en términos de dosis absorbida en agua.

Fig. 2. El cociente de los factores de calibración ND,w/Nk para 60Co es un indicador útil de la uniformidad dentro de un tipo dado de cámaras [30]. Las variaciones de cámara a cámara, demostradas por las diferencias en el cociente ND,w/Nk para cámaras de un determinado tipo, se muestran para un gran número de cámaras de ionización cilíndricas comúnmente utilizadas en la dosimetría de radioterapia (Ver Tabla 3 para una descripción de cada tipo de cámara). Se considera que la gran variación para las cámaras NE 2581 se debe a las propiedades higroscópicas de las paredes plásticas A-150 (datos medidos en el Laboratorio de dosimetría del OIEA).

En principio, los patrones primarios de dosis absorbida en agua pueden trabajar en ambos haces , de 60Co y de aceleradores. De esta manera para radiaciones de

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fotones de altas energías y de electrones es factible una determinación experimental de la dependencia energética de las cámaras de ionización, resultando en una incertidumbre reducida debido al efecto de calidad del haz. Conclusiones similares pueden ser dadas para haces terapéuticos de protones e iones pesados, aunque para estas calidades de radiación no existen aún patrones primarios de dosis absorbida en agua.

1.2.2. Un sistema de patrones primarios más robusto

A pesar de que la magnitud de interés en dosimetría de las radiaciones es la

dosis absorbida en agua, la mayoría de las recomendaciones nacionales, regionales e internacionales sobre dosimetría se basan en la utilización de un factor de calibración de kerma en aire para una cámara de ionización, trazable a un patrón primario nacional o internacional de kerma en aire para radiación gamma de 60 Co. Aunque las comparaciones internacionales de estos patrones han mostrado una coincidencia muy buena, una sustancial debilidad prevalece con relación a que todos estos patrones están basados en cámaras de ionización y por consiguiente están sujetos a errores comunes. Además, dependiendo del método de evaluación, ha sido encontrado que un factor, relacionado con la atenuación en la pared de la cámara y que influye en la determinación de la magnitud kerma en aire, difiere hasta en un 0.7% para algunos patrones primarios [31]. A diferencia, los patrones primarios de dosis absorbida en agua están basados en un número de principios físicos diferentes. No existen suposiciones o factores de corrección estimados que sean comunes a todos ellos. Por consiguiente, una buena coincidencia entre estos patrones (ver Sección 2.2) proporciona mayor seguridad en su exactitud. 1.2.3 Utilización de un formalismo simple

El formalismo proporcionado en la referencia [17] y en la mayoría de los protocolos dosimétricos, nacionales e internacionales, para la determinación de la dosis absorbida en agua en haces de radioterapia, está basado en la aplicación de diferentes coeficientes, factores de perturbación y otros factores de corrección. Esto es debido a la dificultad práctica en hacer la conversión desde la magnitud kerma en aire a la magnitud dosis absorbida en agua referida a un maniquí. Esta complejidad se demuestra mejor considerando las ecuaciones necesarias, y los procedimientos para seleccionar los datos apropiados. Además se requiere información fiable acerca de ciertas características físicas de la cámara de ionización utilizada. Muchos de estos datos, tales como factores de corrección de posicionamiento y razones de poderes de frenado, son derivados de mediciones complejas o de cálculos basados en modelos teóricos. Un procedimiento simplificado que parte de un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua, y que aplica

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factores de corrección para todas las magnitudes de influencia, reduce la posibilidad de errores en la determinación de la dosis absorbida en agua en el haz de radiación. La simplicidad del formalismo en términos de dosis absorbida en agua se hace obvia cuando se considera la ecuación general para la determinación de la dosis absorbida en agua. (Ver Sección 3). 1.3 TIPOS DE RADIACIÓN Y RANGO DE CALIDADES DE HACES

El presente Código de Práctica proporciona una metodología para la determinación de la dosis absorbida en agua en haces de fotones de baja, media y alta energía, haces de electrones, haces de protones y haces de iones pesados utilizados para terapia de radiación externa. Los rangos de calidades de radiaciones tratados en este documento están dados a continuación (para una descripción del índice de calidad del haz ver las secciones correspondientes): (a) Rayos X de energía baja generados por potenciales menores de 100 kV y HVL

de 3 mm Al (El límite inferior está determinado por la disponibilidad de patrones)4

(b) Rayos X de media energía que generan potenciales por encima de 80 kV y HVL de 2 mm Al (ver nota al pie No. 4);

(c) Radiación gamma de 60 Co; (d) Protones de alta energía generados por electrones con energías en el intervalo

de 1-50 MeV, con valores de TPR20,10 entre 0.50 y 0.84; (e) Electrones en el intervalo energético de 3-50 MeV, con una profundidad de

semireducción, R50, entre 1 y 20 g/cm2; (f) Protones en el intervalo energético de 50-250 MeV, con un alcance práctico,

Rp, entre 0.25 y 25 g/cm2; (g) Iones pesados con Z entre 2 (He) y 18 (Ar) que tengan un alcance práctico en

agua, Rp de 2 a 30 g/cm2 (para iones de carbono esto corresponde a un rango de energía de 100 MeV/u hasta 450 MeV/u, donde u es la unidad de masa atómica).

4 El límite entre los dos rangos para rayos X de kilovoltaje no es estricto y tiene una superposición entre los 80 kV, 2 mm Al y 100 kV, 3 mm Al. En esta región de superposición los métodos para la determinación de la dosis absorbida dados en las secciones 8 o 9 son igualmente satisfactorios y será utilizado el que sea más conveniente.

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1.4 UTILIZACIÓN PRÁCTICA DEL CÓDIGO

Se ha enfatizado en hacer lo más simple posible la utilización práctica de este documento. La estructura de este Código de Práctica difiere de la Colección de Informes Técnicos Nº 277 (TRS 277)[17] y tiene un gran parecido con la Colección de Informes Técnicos Nº 381 (TRS 381) [21] donde las recomendaciones prácticas y los datos para cada tipo de radiación han sido colocados en una sección individual dedicada a las mismas. Cada sección forma esencialmente un Código de Práctica diferente, que incluye procedimientos detallados y formularios. El lector puede realizar una determinación de la dosis para un haz dado trabajando a través de la sección apropiada; la búsqueda de procedimientos o tablas contenidas en otras partes del documento ha sido reducida al mínimo. El hacer varios Códigos de Práctica independientes ha requerido una inevitable repetición de algunas de las partes del texto, pero se espera que esto resulte en una publicación simple y fácil de usar, específicamente para los usuarios que tengan acceso a un número limitado de tipos de radiaciones. Las primeras cuatro secciones contienen conceptos generales que se aplican a todos los tipos de radiaciones. Los anexos proporcionan un comple mento a la información suministrada en las diferentes secciones.

Comparando con Códigos de Práctica anteriores o protocolos dosimétricos basados en patrones de kerma en aire (ver Ref. [17, 21]), la adopción de este Código de Práctica introducirá pequeñas diferencias en el valor de la dosis absorbida en agua determinada en haces clínicos. Comparaciones detalladas serán publicadas en la literatura accesible, y se espera que los resultados dependen del tipo y calidad del haz y del tipo de cámara de ionización. Cuando surjan diferencias, es importante notar que estas pudieran ser debido a: (i) imprecisiones en los factores numéricos y expresiones en el método basado en NK (por ejemplo km, pwall, etc.) y, en una menor proporción en este Código de Práctica, (ii) los patrones primarios a los cuales son trazables las calibraciones en términos de kerma en aire y dosis absorbida en agua. Incluso para radiación gamma de 60Co, la cual es generalmente mejor caracterizada que otros tipos de radiaciones, las calibraciones de haces basadas en dos patrones diferentes, Kair y Dw , difieren típicamente en un 1% (Ver Anexo I), se considera que el valor derivado utilizando el presente Código de Práctica es el mejor estimado. Cualquier conclusión obtenida de comparaciones entre protocolos basados en patrones de kerma en aire y dosis absorbida en agua deben tomar en cuenta las diferencias entre los patrones primarios. 1.5 EXPRESIÓN DE INCERTIDUMBRES

La evaluación de incertidumbres en este Código de Práctica sigue la guía dada por la ISO [32]. Las incertidumbres de las mediciones son expresadas como

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incertidumbres estándares relativas y la evaluación de incertidumbres estándares es clasificada en tipo A y tipo B. El método de evaluación de la incertidumbre estándar tipo A es por análisis estadístico de una serie de observaciones, mientras que el método de evaluación de la incertidumbre estándar tipo B se basa en las medias, no incluyendo los análisis estadísticos de la serie de observaciones. Una implementación práctica de las recomendaciones de la ISO, basadas en los resúmenes proporcionados en las Ref. [33] y [17], se da como complemento en el Anexo IV de este Código de Práctica.

Los estimados de la incertidumbre en la determinación de las dosis para diferentes tipos de radiación son dados en las secciones correspondientes. Comparados con estimados de Códigos de Prácticas anteriores, los valores actuales son generalmente menores. Esto surge de la mayor confidencia en la determinación de la dosis absorbida en agua basado en patrones de Dw , y en algunos casos, de un análisis más riguroso de incertidumbres en correspondencia con la guía ISO.

1.6. MAGNITUDES Y SÍMBOLOS La mayoría de los símbolos utilizados en este Código de Práctica son idénticos a los

utilizados en las referencias [17] y [21], solo unos pocos son nuevos en el contexto de patrones de dosis absorbida en agua. Como complemento, se proporciona aquí un resumen de todas las magnitudes relevantes para los diferentes métodos utilizados en este Código de Práctica. cpl Factor de escala de dependencia del material para convertir rangos y

profundidades medidos en maniquíes plásticos en los valores equivalentes en agua. Esto se aplica a haces de electrones, protones e iones pesados. Nótese que en el presente Código de Práctica las profundidades y los rangos son definidos en unidades de g/cm2, a diferencia de la definición en cm dada en la Ref. [21] para haces de electrones. Como resultado, los valores que se dan para cpl en el presente Código de Práctica para electrones difieren de los valores de Cpl dados en la Ref. [21]. La utilización de letra minúscula para cpl denota esta variación.

csda Aproximación por desaleración continua Dw,Q Dosis absorbida en agua a la profundidad de referencia, zref en un

maniquí de agua irradiado por un haz de calidad Q. El subíndice Q se omite cuando la calidad del haz de referencia es 60Co. Unidad: Gray (Gy).

Eo, Ez Energía media de un haz de electrones en la superficie del maniquí y a la profundidad z, respectivamente. Unidad: MeV.

hpl Factor de escala de dependencia de fluencia del material que corrige

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por la diferencia en la fluencia de electrones en el plástico comparada con esta magnitud en agua a la profundidad equivalente.

HVL Espesor de semirreducción o capa hemirreductora, utilizada como un indicador de la calidad del haz para haces de rayos X de baja y media energías.

ki Factor de corrección general utilizado en el formalismo que corrige por el efecto de la diferencia en el valor de una magnitud de influencia entre por la calibración de un dosímetro en condiciones de referencia en el laboratorio de calibración y el uso de este dosímetro en la instalación del usuario en diferentes condiciones.

k elec Factor de calibración del electrómetro kh Factor para corregir la respuesta de una cámara de ionización por el

efecto de la humedad si el factor de calibración de la cámara está referido a aire seco.

kpol Factor para corregir la respuesta de una cámara de ionización por el efecto de un cambio en la polaridad del voltaje de polarización aplicado a la cámara.

kQ,Qo Factor para corregir por la diferencia entre la respuesta de una cámara de ionización en la calidad de referencia Qo del haz utilizado para calibrar la cámara y la calidad real del haz del usuario, Q. El subíndice Qo se omite cuando la calidad de referencia es radiación gamma de 60Co (es decir, la notación reducida kQ siempre corresponde a la calidad de referencia de 60Co)

ks Factor para corregir la respuesta de una cámara de ionización por pérdidas en la colección de la carga (debido a la recombinación de iones).

kTP Factor para corregir la respuesta de una cámara de ionización por el efecto de la diferencia que pueda existir entre la temperatura y presión de referencia especificadas por el laboratorio de calibración y la temperatura y presión de la cámara en la instalación del usuario en diferentes condiciones ambientales.

MQ Lectura de un dosímetro en la calidad Q, corregida por las magnitudes de influencia diferentes a la relacionada con la calidad del haz. Unidad: C o lectura.

Mem Lectura de un dosímetro utilizado como un monitor externo. Unidad: C o lectura.

(µen/ρ)m1,m2 Razones de los coeficientes másicos de absorción de energía entre los materiales m1 y m2, promediados sobre un espectro de fotones.

ND,air Factor de calibración en términos de dosis absorbida en aire para una cámara de ionización utilizada en los protocolos dosimétricos basados en kerma en aire (ver Ref. [17, 21]). Este es el Ngas de la Ref. [9]. El

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factor ND,air fue llamado ND en la Ref. [11] y en la Ref. [17], pero el subíndice “air” fue incluido en la Ref. [21] para especificar sin ambigüedad que este se refiere a la dosis absorbida en el aire de la cavidad de la cámara. El usuario deberá prestar atención para evitar confusión entre ND,air o el anterior ND, con el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w descrito a continuación (Ver Anexo I). Unidad: Gy/C o Gy/div.

ND,w,Qo Factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para un dosímetro en la calidad de referencia del haz Qo. El producto MQoND,w,Qo da como resultado la dosis absorbida en agua, Dw,Qo, a la profundidad de referencia zref y en ausencia de la cámara. El subíndice Qo se omite cuando la calidad de referencia es un haz de radiación gamma de 60Co (es decir, ND,w siempre corresponde al factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua en un haz de 60Co). El factor ND,w fue llamado ND en la Ref. [9], donde fue dada una relación entre Ngas y ND similar a la descrita en la Sección 3.3 y en el Anexo I. El símbolo ND además se utiliza en los certificados de calibración emitidos por algunos laboratorios de calibración y fabricantes en lugar de ND,w. Se le recomienda encarecidamente a los usuarios cerciorarse de la magnitud física utilizada para la calibración de sus detectores, para evitar errores severos5. Unidad: Gy/C o Gy/div.

NK,Qo Factor de calibración en términos de kerma en aire para un dosímetro en la calidad de referencia del haz Qo. Unidad Gy/C o Gy/div .

pcav Factor que tiene en cuenta la respuesta de la cámara de ionización por efectos relacionados con la cavidad de aire, predominantemente el de dispersión de electrones que hace la fluencia del electrón en el interior de una cavidad diferente a la fluencia en un medio en ausencia de la cavidad.

pcel Factor que tiene en cuenta la respuesta de una cámara de ionización por el efecto del electrodo central durante las mediciones en un maniquí en haces de fotones de altas energías (incluyendo 60Co), haces de electrones y haces de protones. Note que este factor no es el mismo que el de la Ref. [17], donde la corrección que se asume tiene en cuenta el efecto total del electrodo central durante la calibración de la cámara en aire en un haz de 60Co, y durante las subsiguientes mediciones en haces

5 La diferencia entre ND,air y ND,w se aproxima al valor de la razón de poderes de frenado

agua - aire, en la radiación gamma de 60Co. Una confusión en el significado de los factores pudiera, por consiguiente, resultar en un error en la dosis administrada a los pacientes de aproximadamente un 13% (Ver Anexo I).

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de fotones y electrones en un maniquí. Para evitar ambigüedades, la Ref. [21] llamó al factor de corrección utilizado en la Ref. [17] pcel-gbl, manteniendo el símbolo pcel exclusivamente para mediciones en el interior del maniquí (Ver Anexo I).

PDD Porciento de dosis en profundidad. pdis Factor que tiene en cuenta el efecto de remplazar un volumen de agua

con la cavidad del detector cuando el punto de referencia de la cámara6 se toma en el centro de la misma. Esta es una alternativa a utilizar un punto efectivo de medición en la cámara, Peff. Para cámaras de ionización plano - paralelas pdis no es requerido.

Peff Punto efectivo de medición de una cámara de ionización. Para la geometría de calibración estándar, es decir, un haz de radiación incidente desde una dirección, Peff cambia desde la posición del centro hacia la fuente en una distancia la cual depende del tipo de haz y cámara. Para cámaras de ionización plano - paralelas se asume usualmente Peff situado en el centro de la superficie frontal de la cavidad de aire7. El concepto de punto efectivo de medición para una cámara de ionización cilíndrica fue usado para todos los tipos de radiación en la Ref. [17], pero en el presente Código de Práctica se utiliza solo para haces de electrones y de iones pesados. Para otros haces, la referencia dosimétrica se basa en el posicionamiento del punto de referencia de la cámara en la profundidad de referencia zref, donde se determina la dosis. El punto de referencia de una cámara de ionización se especifica para cada tipo de radiación en la sección correspondiente.

pQ Factor de perturbación global para una cámara de ionización para mediciones en un maniquí en la calidad del haz Q. Este es igual al producto de varios factores de corrección para diferentes efectos, cada uno de los cuales corrige por perturbaciones pequeñas, en la práctica estos son pcav, pcel, pdis y pwall.

pwall Factor que corrige la respuesta de una cámara de ionización por la no equivalencia del medio de la pared de la cámara y algún material impermeable.

Q Símbolo general para indicar la calidad del haz de radiación. Un

6 El punto de referencia de una cámara se especifica en este Código de Práctica en cada sección para cada tipo de cámara. Usualmente se refiere al punto de la cámara especificado en un documento de calibración para el cual se aplica el factor de calibración [33].

7 Esta suposición podría ser falsa si el diseño de la cámara no cumple ciertos requisitos relacionados con la razón entre el diámetro de la cavidad con su altura así como el ancho del anillo de protección con la altura de la cavidad (ver Ref. [21]).

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subíndice “o”, es decir Qo, indica la calidad de referencia utilizada para la calibración de una cámara de ionización o dosímetro.

Div Valor, en unidades arbitrarias, utilizado para lectura de un dosímetro. R50 Profundidad de semirreducción en agua (en g/cm2), utilizada como

indicador de la calidad del haz para haces de electrones. Rp Alcance práctico (en g/cm2) para haces de electrones, protones e iones

pesados. Rres Alcance residual (en g/cm2) para haces de protones. rcyl Radio de la cavidad de una cámara de ionización cilíndrica. SAD Distancia fuente – eje (isocentro). SCD Distancia fuente – cámara. SOBP Pico de Bragg extendido. SSD Distancia fuente – superficie. sm,air Razón de poderes de frenado de un material con relación al aire,

definido como la relación entre los poderes de frenado medios másicos restringidos del material m y del aire, promediados sobre un espectro de electrones. En este Código de Práctica, para todos los haces de radioterapia de altas energías, excepto para los haces de iones pesados, las razones de poderes de frenado son del tipo Spencer-Attix con una energía de corte ∆=10 keV (ver Ref. [11]).

TMR Relación tejido máximo TPR20,10 Relación tejido-maniquí en agua a las profundidades de 20 y 10 g/cm2,

para un tamaño de campo de 10 cm x 10 cm y una SCD de 100 cm, usada como indicador de la calidad del haz para radiaciones de fotones de altas energías.

uc Incertidumbre estándar combinada de una magnitud. Wair Energía media necesaria para producir un par de iones en aire. zmax Profundidad del máximo de dosis (en g/cm2). zref Profundidad de referencia (en g/cm2) para mediciones en maniquí.

Cuando se especifica a zref, la dosis absorbida en agua se refiere a Dw,Q en la intersección del eje central del haz con el plano definido por zref.

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1.7 SIGLAS DE LAS ORGANIZACIONES Las siguientes siglas son utilizadas en este reporte para hacer referencia a diferentes

organizaciones involucradas en la dosimetría de las radiaciones.

ARPANSA Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency, Australia BEV Bundesamt fur Eich- und Vermessungswesen, Austria BIPM Bureau International des Poids et Mesures CCEMRI(I) Comite Consultatif pour les Etalons de Mesure des Rayonnements

lonisants (Sección I) (Consultative Committee for Standards of Ionizing Radiation). A partir de septiembre de 1997, el CCEMRI y sus secciones han sido renombradas CCRI.

CCRI(I) Comite Consultatif des Rayonnements lonisants (Sección I) (Consultative Committee for Ionizing Radiation)

CIPM Comite International des Poids et Mesures ENEA- Ente per le Nuove Tecnologie, 1'Energia e I'Ambiente, Institute

INMRI Nazionale di Metrologia delle Radiazioni lonizzanti, Italia ICRU International Commission on Radiation Units and Measurements IEC International Electrotechnical Commission IMS International Measurement System ISO International Organization for Standardization LPRI Laboratoire Primaire de Metrologie des Rayonnements lonisants,

Francia NIST National Institute of Standards and Technology, USA NPL National Physical Laboratory, Reino Unido NRC National Research Council, Canadá NRL National Radiation Laboratory, Nueva Zelanda OIML Organisation Internationale de Metrologie Legale PTB Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Alemania

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2. ESTRUCTURA 2.1. EL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

El Sistema Internacional de Unidades (SI) para la metrología de las radiaciones proporciona la estructura necesaria para lograr compatibilidad en la dosimetría de las radiaciones, diseminando entre los usuarios instrumentos de radiación calibrados los cuales son trazables a patrones primarios (ver Fig.3).

El Buró Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) fue establecido por la Convención del Metro (originalmente firmada en 1875), con 48 estados como miembros, el 31 de diciembre de 1997 [34]. Este sirve, con su laboratorio y oficinas en Sévres (Francia), como centro internacional para la metrología, cuyo objetivo es garantizar la uniformidad mundial en el tema. En la dosimetría de las radiaciones, los Laboratorios Primarios de Calbración Dosimétrica (LPCDs) de muchos Estados de la Convención del Metro han desarrollado patrones primarios para las mediciones de las radiaciones (ver

FIG. 3. Sistema Internacional de Unidades (SI) para la metrología de las radiaciones, donde la trazabilidad de los instrumentos de referencia del usuario a los patrones primarios se logra o por calibración directa en un LPCD o, más comúnmente, en un LSCD vínculado directamente al BIPM, a un LPCD o a la red OIEA/OMS de LSCDs. La mayoría de los LSCDs de países no miembros de la Convención del Metro logra la trazabilidad de sus patrones a través del OIEA. Las líneas discontinuas indican las intercomparaciones entre patrones primarios y secundarios.

Usuarios Usuarios Usuarios Usuarios Usuarios

LSCDs

LSCDs LSCDsOIEA

LPCDs LPCDs

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TABLA 1. CLASIFICACIÓN DE INSTRUMENTOS Y LABORATORIOS DE CALIBRACIÓN (tomado de la Ref. [33])

Clasificación de instrumentos

Laboratorios de calibración

Patrón primario Un instrumento de la más alta calidad metrológica, que permite la determinación de la unidad de una magnitud desde su definición, la exactitud de la cual ha sido verificada por comparación con los patrones comparables de otras instituciones al mismo nivel.

Laboratorio Primario de Calibración Dosimétrica (LPCD) Un laboratorio nacional normalizado designado por el gobierno con el propósito de desarrollar, mantener y perfeccionar los patrones primarios en la dosimetría de las radiaciones.

Patrón secundario Un instrumento calibrado por comparación con un patrón primario.

Laboratorio Secundario de Calibración Dosimétrica (LSCD) Un laboratorio dosimétrico designado por las autoridades competentes para brindar servicios de calibración, y el cual está equipado con al menos un patrón secundario que haya sido calibrado contra un patrón primario. Patrón nacional

Un patrón reconocido por una decisión oficial nacional como base para fijar en un país el valor de todos los otros patrones de una magnitud dada.

Instrumento de referencia Un instrumento de la más alta calidad metrológica disponible en una localidad dada, del cual se derivan las mediciones en esa localidad.

Instrumento de campo Un instrumento de medición usado para mediciones rutinarias cuya calibración es relativa al instrumento de referencia.

Tabla 1) que son comparados con los del BIPM y con los de otros LPCDs. Sin embargo, en el mundo sólo existen alrededor de 20 países con LPCDs involucrados en la dosimetría

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de las radiaciones y éstos no pueden calibrar el gran número de dosímetros que se usan en todo el mundo. Esos laboratorios nacionales que mantienen patrones primarios calibran los patrones secundarios de los Laboratorios Secundarios de Calibración Dosimétrica (LSCDs) (Ver Tabla 1), los cuales a su vez calibran los instrumentos de referencia de los usuarios (algunos LPCDs también calibran los instrumentos de referencia de los usuarios). 2.1.1. La red OIEA/OMS de LSCDs

El papel principal de los LSCDs es servir de enlace entre los LPCDs y los usuarios de radiaciones ionizantes, permitiendo la transferencia de las calibraciones de los dosímetros desde el patrón primario hasta los instrumentos del usuario [35]. En 1976, por un esfuerzo conjunto del OIEA y la OMS, fue establecida una red de LSCDs con el objetivo de diseminar las calibraciones a los usuarios proporcionando el vínculo entre usuarios y patrones primarios, principalmente para países que no son miembros de la Convención del Metro. En el año 2000, la red incluía 73 laboratorios y 6 organizaciones nacionales de LSCDs en 61 Estados Miembros del OIEA, de los cuales más de la mitad están en países en desarrollo. La red de LSCD también incluye 20 miembros afiliados, entre ellos el BIPM, varios LPCDs nacionales, la ICRU, y otras organizaciones internacionales que brindan apoyo a la red [36].

Como organizador de la red, el OIEA tiene la responsabilidad de verificar que los servicios brindados por los LSCDs miembros cumplan normas metrológicas internacionalmente aceptadas (incluyendo la trazabilidad para instrumentos de protección radiológica). El primer paso en este proceso es la diseminación de las calibraciones de los dosímetros desde el BIPM o los LPCDs, a través del OIEA hacia los LSCDs. En el paso siguiente, programas de seguimiento y auditorias de calidad son implementados a los LSCDs por el OIEA, para garantizar que los patrones diseminados a los usuarios se mantengan dentro de los niveles de exactitud requeridos por el SI [36].

Uno de los principales objetivos de la red de LSCDs en el campo de la dosimetría en radioterapia es garantizar que la dosis suministrada al paciente bajo tratamiento esté dentro de los niveles de exactitud internacionalmente aceptados. Esto se logra garantizando que las calibraciones de los instrumentos realizadas por los LSCDs sean correctas, enfatizando la participación de los LSCDs en programas de garantía de calidad para radioterapia, promoviendo la contribución de los LSCDs para apoyar las auditorias de calidad en dosimetría en centros de terapia y asistiendo, si es necesario, en la ejecución de calibraciones de equipos de radioterapia en hospitales. 2.2. PATRONES DE DOSIS ABSORBIDAS EN AGUA

Existen tres métodos básicos usados comúnmente para la determinación absoluta de dosis absorbida en agua: calorimetría, dosimetría química y dosimetría de ionización. Actualmente, éstos son los únicos métodos que son lo suficientemente exactos como

19

para constituir las bases de los patrones primarios para mediciones de dosis absorbida en agua [29]. Los LPCDs han desarrollado varios métodos experimentales para establecer patrones de dosis absorbida en agua. A continuación se describen brevemente estos patrones y se presentan los resultados de las comparaciones internacionales de dosis absorbida en agua.

En la mayoría de los LPCDs los patrones primarios de dosis absorbida en agua operan en un haz de radiación gamma de 60Co y en algunos LPCDs los patrones de dosis absorbida en agua operan también en otras calidades de radiación tales como fotones de altas energías, electrones, y rayos X de kilovoltaje. Los patrones primarios que operan en haces de radiación gamma de 60Co o en haces de fotones y electrones producidos por aceleradores, están basados en uno de los siguientes métodos.

— El patrón primario de cámara de ionización consiste en una cámara de cavidad de grafito, cuyo volumen se conoce con exactitud, diseñada para cumplir hasta donde sea posible los requisitos de un detector Bragg-Gray. La cámara es colocada en un maniquí de agua y la dosis absorbida en agua en el punto de referencia es derivada a partir de la energía específica media suministrada al aire de la cavidad [37].

— El calorímetro de grafito desarrollado por Domen y Lamperti [38] es usado con ligeras modificaciones por varios LPCDs para determinar la dosis absorbida en grafito en un maniquí de grafito. La conversión a dosis absorbida en agua en el punto de referencia en un maniquí de agua puede ser llevada a cabo de diferentes formas, por ejemplo aplicando el teorema del ajuste de la fluencia de fotones o por mediciones basadas en la teoría de ionización de la cavidad [39, 40].

— El calorímetro de agua ofrece una determinación más directa de la dosis absorbida en agua en el punto de referencia en un maniquí de agua. El sistema sellado de agua [41, 42] consiste en un pequeño recipiente de cristal que contiene agua de alta pureza y un termistor. La pureza del agua es importante porque el defecto de calor del agua está fuertemente influenciado por las impurezas. Con este sistema sellado, el agua de alta pureza puede ser saturada con varios gases creando una mezcla para la cual el defecto de calor tiene un valor estable y bien definido.

— El calorímetro de agua con dosímetro de transferencia tipo Fricke [43] está basado en la medición del incremento promedio de temperatura inducido por la absorción de fotones de altas energías. El agua se agita continuamente y se determina la dosis absorbida en agua promediada en el volumen del recipiente. La solución de Fricke se calibra irradiando bajo las mismas condiciones y la dosis absorbida en agua en el punto de referencia en un maniquí de agua se obtiene usando el dosímetro Fricke como patrón de transferencia.

— El patrón Fricke de dosis absorbida en agua determina la respuesta de la solución Fricke usando la absorción total de un haz de electrones en la solución [44]. Conociendo exactamente la energía del electrón, el flujo del haz, y la masa absorbente, la energía total absorbida puede ser determinada y relacionada al

20

cambio de absorbencia de la solución Fricke medida por espectrofotometría. La dosis absorbida en agua en el punto de referencia en un maniquí de agua se obtiene usando un dosímetro Fricke como patrón de transferencia.

Los métodos descritos anteriormente no se aplican en los LPCDs a patrones

primarios para uso en haces de rayos X de kilovoltaje. Mediciones absolutas para la determinación de la dosis absorbida en agua en haces de rayos X de kilovoltaje hasta ahora han sido basadas casi exclusivamente en el uso de las cámaras de ionización de extrapolación [45].

Comparaciones de patrones primarios de dosis absorbida en agua han sido llevadas a cabo durante la década pasada [29,46, 47] mientras que las comparaciones de patrones primarios de kerma en aire tienen una historia mucho más antigua. Los resultados de las comparaciones en el BIPM en términos de dosis absorbida en agua para radiación gamma de 60Co se muestran en la Ref. [48] (ver Fig. 4 (a)).

La conformidad es buena dentro de la incertidumbre estándar relativa estimada por cada LPCD. Las comparaciones de patrones primarios de kerma en aire para radiación gamma de 60Co muestran una desviación estándar similar (ver Fig. 4 (b)). Sin embargo, los patrones primarios de kerma en aire de todos los LPCDs son cámaras de ionización de cavidad de grafito y los factores de corrección y conversión usados están fuertemente correlacionados. Como se puede apreciar en la Tabla 2, los LPCDs involucrados en las comparaciones de dosis absorbida en agua usan diferentes métodos, los cuales tienen incertidumbres no correlacionadas, o muy débilmente correlacionadas, y constituyen un sistema más robusto que los patrones primarios basados en kerma en aire y a su vez menos susceptible a influencias sistemáticas desconocidas. TABLA 2 PATRONES PRIMARIOS USADOS EN LAS COMPARACIONES DE DOSIS ABSORBIDA EN AGUA POR EL BIPM

LPCD Patrón Primario LPCD Patrón Primario

BIPM Cámara de ionización NIST (EUA) Calorímetro sellado de agua

ARPANSA (Australia)

Calorímetro de grafito NPL (Reino Unido) Calorímetro de grafito

BEV (Austria) Calorímetro de grafito NRC (Canadá) Calorímetro sellado de agua

ENEA (Italia) Calorímetro de grafito PTB (Alemania) Dosímetro Fricke LPRI (Francia) Calorímetro de grafito

21

FIG.4.(a) Resultados de las comparaciones de patrones de dosis absorbida en agua en el haz de 60Co del BIPM [48]. Los resultados son relativos a la determinación del BIPM y para cada instituto nacional de metrología se tomó la comparación más reciente, la más antigua data de 1989. Las barras de incertidumbre representan la incertidumbre estándar relativa en la determinación de la dosis absorbida en agua en cada instituto. La información sobre los patrones primarios usados por los LPCDs se muestra en la Tabla 2.(b) Resultados de las comparaciones de patrones de kerma en aire en el haz de 60Co [48] Los resultados son relativos a la determinación del BIPM y se tomó la comparación más reciente para cada instituto nacional de metrología. Las barras de incertidumbre representan la incertidumbre estándar relativa de la determinación de kerma en aire en cada instituto.

22

3. FORMALISMO BASADO EN ND,w El formalismo para la determinación de la dosis absorbida en agua en haces de

fotones y electrones de altas energías usando una cámara de ionización o un dosímetro calibrado en términos de dosis absorbida en agua en un haz de 60Co ha sido descrito detalladamente por Hohlfeld [27]. Trabajos complementarios sobre este tema y extensiones del formalismo han sido desarrollados por Andreo [20] y Rogers [28]. El procedimiento para la determinación de la dosis absorbida en agua, basado en patrones de dosis absorbida en agua ha sido implantado en las recomendaciones nacionales de dosimetría [49-51]. Esto fue también incluido en el Código de Práctica del OIEA para cámaras de ionización plano - paralelas [21].

3.1 FORMALISMO

La dosis absorbida en agua a la profundidad de referencia zref en agua para un haz de referencia de calidad Qo y en ausencia de la cámara está dada por:

donde MQo es la lectura del dosímetro en las condiciones de referencia usadas en el laboratorio de calibración y ND,w,Qo es el factor de calibración del dosímetro, en términos de dosis absorbida en agua, obtenido por un laboratorio de calibración. En la mayoría de las situaciones clínicas las condiciones de medición no se corresponden con las condiciones de referencia usadas en el laboratorio de calibración. Esto puede afectar la respuesta del dosímetro y es entonces necesario diferenciar entre las condiciones de referencia usadas en el laboratorio de calibración y las condiciones clínicas de medición. 3.1.1 Condiciones de referencia

El factor de calibración para una cámara de ionización irradiada en condiciones de referencia es el cociente entre el valor convencional verdadero de la magnitud a ser medida y el valor indicado8. Las condiciones de referencia son descritas por un conjunto de valores de las magnitudes de influencia para las cuales el factor de calibración es

8 El valor convencional verdadero de una magnitud es el valor atribuido a una magnitud particular y aceptado, algunas veces por convención, considerando una incertidumbre apropiada para un propósito dado. El valor convencional verdadero es llamado algunas veces valor asignado, mejor estimación del valor, valor convencional o valor de referencia [52]. En un laboratorio u hospital dado, el valor reportado para un patrón de referencia puede ser tomado como un valor convencional verdadero y, frecuentemente, la media de un número de resultados de mediciones de una magnitud es usada para establecer un valor convencional verdadero.

000 ,,, QwDQQw NMD = (1)

23

válido sin factores de corrección adicionales. Las condiciones de referencia para calibraciones en términos de dosis absorbida en agua son, por ejemplo, la configuración geométrica (distancia y profundidad), el tamaño del campo, el material y las dimensiones del maniquí irradiado, así como la temperatura, presión y humedad relativa del ambiente.

3.1.2 Magnitudes de influencia

Las magnitudes de influencia son definidas como magnitudes que no son el objeto de

la medición, pero influyen en la magnitud a ser medida. Estas pueden ser de diferente naturaleza, como por ejemplo, presión, temperatura y voltaje de polarización; pueden provenir del dosímetro (e.g. envejecimiento, corrimiento del cero, calentamiento); o pueden ser magnitudes relacionadas con el campo de radiación (e.g. calidad del haz, tasa de dosis, dimensiones del campo, profundidad en un maniquí).

En la calibración de una cámara de ionización o un dosímetro, son mantenidas bajo control tantas magnitudes de influencia como sea factible. Sin embargo muchas magnitudes de influencia no pueden ser controladas, por ejemplo la presión y la humedad del aire, y la tasa de dosis en radiaciones gamma de 60Co. Es posible corregir por el efecto de estas magnitudes de influencia aplicando los factores apropiados. Asumiendo que las magnitudes de influencia actúan independientemente unas de otras, puede ser aplicado un producto de los factores de corrección, ∏k i, donde cada factor de corrección ki está relacionado solamente a una magnitud de influencia. La independencia de ki es válida para las correcciones comunes por presión y temperatura, polaridad, eficiencia de colección, etc., las cuales se abordan en la Sección 4.

Una desviación con relación a la calidad de referencia del haz Qo usada para calibrar una cámara de ionización puede ser también tratada como una magnitud de influencia. Mediciones a calidades de radiación diferentes a las de referencia Qo requieren por lo tanto un factor de corrección. En este Código de Práctica esto es tratado explícitamente por el factor kQ,Qo el cual no está incluido en el k i anterior; la corrección para la calidad de radiación del haz es descrita en detalle a continuación. 3.2. CORRECCION POR LA CALIDAD DE RADIACION DEL HAZ, kQ,QO

Cuando un dosímetro es usado en un haz de calidad Q diferente a la calidad Qo

usada en su calibración, la dosis absorbida en agua está dada por

Dw,Q = MQ ND,w,Qo kQ,Qo (2) donde el factor kQ,Qo corrige por los efectos de la diferencia entre la calidad de referencia del haz Qo y la calidad real del usuario Q, y la lectura del dosímetro MQ ha sido corregida con relación a los valores de referencia de las otras magnitudes de influencia, diferentes

24

a la relacionada con la calidad del haz, para la cual el factor de calibración es válido. El factor de corrección de calidad del haz kQ,Qo se define como el cociente entre los factores de calibración, en las calidades Q y Qo, en términos de dosis absorbida en agua de la cámara de ionización

La calidad de referencia Qo más comúnmente usada para la calibración de cámaras

de ionización es la radiación gamma de 60Co, en cuyo caso el símbolo kQ es usado en este Código de Práctica para el factor de corrección de la calidad del haz. En algunos LPCDs se usan directamente haces de electrones y fotones de altas energías para propósitos de calibración y el símbolo kQ,Qo es usado en esos casos.

Idealmente, el factor de corrección de calidad del haz debería ser medido directamente para cada cámara en la misma calidad que el haz del usuario. Sin embargo esto no se puede lograr en la mayoría de los laboratorios de calibración. Tales mediciones pueden ser realizadas solamente en laboratorios con acceso a las corres pondientes calidades de haz. Por esta razón dicha técnica está actualmente restringida a unos pocos LPCDs en el mundo. El procedimiento requiere la disponibilidad de un sistema dosimétrico independiente de la energía, tal como un calorímetro operando en es as calidades. Un problema asociado es la dificultad de reproducir en un laboratorio de calibración calidades de haz idénticas a aquellas producidas por aceleradores clínicos [53].

En muchos casos, cuando no están disponibles datos experimentales, o es difícil medir kQ,Qo directamente para haces clínicos reales, los factores de corrección pueden ser calculados teóricamente. Donde la teoría de Bragg-Gray puede ser aplicada, se puede derivar una expresión para kQ,Qo comparando la Ec.(2) con el formalismo ND,air usado en los códigos de práctica del OIEA [17, 21] y otros protocolos de dosimetría. Una expresión general para kQ,Qo ha sido dada en las Refs. [20, 54]

la cual es válida para todos los tipos de haces de altas energías e incluye las relaciones entre las razones de los poderes de frenado agua - aire de Spencer-Attix, sw,air, entre la

0000 /

/

,

,

,,

,,,

QQw

QQw

QwD

QwDQQ MD

MDNN

k == (3)

( )( )

( )( )

000

0.

.,

Q

Q

Qair

Qair

Qairw

QairwQQ p

pW

W

ss

k = (4)

25

energía media necesaria para producir un par de iones en aire, Wair9, y entre los factores

de perturbación pQ, para las calidades de haces Q y Qo. Los factores de perturbación total pQ y pQo incluyen todas las desviaciones de las

condiciones ideales del detector Bragg-Gray, es decir pwall, pcav, pcel y pdis. Estos factores de perturbación han sido definidos en la Sección 1.6.

Para haces terapéuticos de fotones y electrones, la consideración general de que (Wair)Q = (Wair)Qo

10 conduce a una ecuación más simple para kQ,Qo

la cual depende solamente de los cocientes entre las razones de los poderes de frenado agua - aire y entre los factores de perturbación en las calidades de haz Q y Qo. Los únicos factores específicos de la cámara involucrados son los factores de corrección por perturbación pQ y pQo. Sin embargo debería enfatizarse, que cuando se comparan determinaciones experimentales y teóricas de kQ,Qo es la Ec.(4) completa la que es aplicable, en vez de la Ec.(5) que es aproximada. La posible variación de energía de Wair, como ha sido sugerido de alguna evidencia experimental (ver Ref.[55]), hace necesario usar el símbolo (˜ ) en la expresión anterior.

En el Anexo II se muestran los valores del producto (sw,air)Qo pQo, denominador de la Ec.(4), para las cámaras de ionización cilíndricas enumeradas en este Código de Práctica, cuando la calidad de referencia Qo es la radiación gamma de 60Co. Estos valores han sido usados en el cálculo de todos los factores kQ,Qo dados en las diferentes secciones de este Código de Práctica cuando estos son normalizados a 60Co; el símbolo kQ es usado en esos casos.

En los casos de haces de rayos X de baja y media energías, las condiciones Bragg-Gray no se aplican y por lo tanto la Ec. (4) no puede ser usada. Adicionalmente la variación en la respuesta cámara a cámara es generalmente un poco mayor (ver Secciones 8 y 9). Para estas calidades de radiación el formalismo está basado exclusivamente en el uso de ND,w,Q medido directamente o en los factores kQ,Qo para cámaras individuales del usuario.

9 Debe notarse que Wair así como sw,air deben ser promediados en todo el espectro de

partículas presentes. Esto es una limitación importante en el caso de partículas pesadas cargadas, donde la determinación de todo el espectro posible de la partícula es una empresa considerable.

10 Observe que esta es la misma consideración que para la no dependencia de ND,air de la

calidad del haz (ver Ref.[17]).

( )( )

00

0,

,,

Q

Q

Qairw

QairwQQ p

p

s

sk ≈ (5)

26

3.2.1. Un kQ,Qo modificado para calibraciones cruzadas de haces de electrones Para los dosímetros usados en haces de electrones, cuando la calidad de calibración

Qo es un haz de 60Co, la situación coincide con la discutida anteriormente. Para una calidad Q del haz de electrones del usuario, el factor de corrección de calidad del haz kQ esta dado por la Ec. (4).

Una alternativa es la calibración directa de las cámaras en haces de electrones, aunque esta opción tiene poca aplicación actualmente debido a la limitada disponibilidad de tales calibraciones. Sin embargo, el avance en el desarrollo de patrones primarios de haces de electrones permitirá la calibración en una serie de calidades de haces de electrones. De estos factores de calibración puede derivarse una serie de factores kQ,Qo medidos siguiendo el procedimiento dado en la Sección 7.5.2 (el mismo procedimiento es usado para cámaras calibradas directamente en haces de fotones de altas energías y en rayos X de baja y media energías).

Una tercera posibilidad consiste en la calibración cruzada de una cámara plano - paralela respecto a una cámara cilíndrica calibrada en un haz de electrones de alta energía de calidad Qcross, esta es la opción preferida en ausencia de una calibración directa en haces de electrones. Los factores kQ,Qcross, los cuales permiten el uso subsecuente de esta cámara en un haz de electrones de calidad Q, no son triviales porque la calidad Qcross de calibración cruzada no es única y por tanto para cada tipo de cámara se requiere una tabla de dos dimensiones para los factores kQ,Qcross.

Sin embargo, es posible presentar los datos requeridos en una única tabla introduciendo una calidad arbitraria del haz de electrones Qint, la cual actúa como intermediario entre la calidad de calibración cruzada Qcross y la calidad del usuario Q (no se hacen mediciones en Qint, ésta es una herramienta para simplificar la presentación de los datos). El factor kQ,Qcross requerido es evaluado como la razón entre los factores kQ,Qint y kQcross,Qint:

El factor (kQcross,Qint)-1 corrige el factor de calibración real de la cámara ND,w,Qcross a

un factor de calibración que se aplica en la calidad intermedia Qint. El factor kQ,Qint corrige este último a otro factor de calibración el cual se aplica en Q por lo que puede ser aplicada la Ec. (2) general para Dw,Q.

int

int

,

,,

QQ

QQQQ

crosscross k

kk = (6)

27

Las expresiones para kQ,Qint y kQcross,Qint se derivan de la Ec. (5), de la cual queda claro que las razones de los poderes de frenado y los factores de perturbación en Qint serán canceladas en la Ec. (6). Por esto el valor seleccionado para Qint es arbitrario y en este Código de Práctica es seleccionado como R50=7.5g/cm2, donde R50 es el indicador de la calidad del haz en haces de electrones (ver Sección 7). Los valores para kQ,Qint y kQcross,Qint calculados sobre esta base para una serie de tipos de cámaras se muestran en la Tabla 19 de la Sección 7.6.1.

Los datos de la Tabla 19 resaltan otra ventaja de esta metodología. Para unos Q y Qcross dados, el valor de kQcross,Qint es el mismo para todos los tipos de cámaras plano - paralelas con buen anillo de guarda. Para los tipos de cámaras cilíndricas esto depende solamente del radio de la cámara rcyl. El valor seleccionado para Qint minimiza las diferencias para cámaras cilíndricas de diferente rcyl en el rango de calidades del haz para los cuales las cámaras cilíndricas son usadas. Este valor para Qint (R50=7.5g/cm2) es también compatible con la Ref. [51], por lo que pueden ser usados en la Ec. (6) los mismos valores calculados o medidos para kQ,Qint y kQcross,Qint

Observe que el método anterior también puede ser usado para cámaras cilíndricas o plano - paralelas calibradas en laboratorios de calibración en una única calidad del haz de electrones Qo. 3.3 RELACIÓN CON LOS CÓDIGOS DE PRÁCTICA BASADOS EN NK

La conexión entre el formalismo NK-ND,air (usado por ejemplo en las Refs. [17, 21])

y el presente formalismo basado en ND,w está establecido para haces de alta energía por la relación donde Qo es la calidad de referencia (rayos gamma de 60Co en Códigos de Práctica anteriores) y pQo el factor de perturbación total dado por

El significado de los diferentes factores de perturbación ha sido descrito en la Sección 1.6, donde se enfatiza que pcel se refiere exclusivamente a mediciones dentro del maniquí y no debe ser confundido con el símbolo usado en la Ref. [17] para explicar el efecto combinado del electrodo central en mediciones en aire y en maniquí. Una relación similar puede ser establecida para rayos X de baja y media energías. Detalles en la comparación entre los dos formalismos son dados en el Anexo I.

( )000 ,,,, QQairwairDQwD psNN = (7)

[ ]00 QcelcavwalldisQ ppppp = (8)

28

Aunque no se recomienda el uso de un factor de calibración ND,w,Qo calculado empleando las calibraciones existentes de kerma en aire, esta opción podría ser usada durante un período intermedio que esté dirigido a la implantación de este Código de Práctica. Este será el procedimiento más usual para rayos X de kilovoltaje hasta que los patrones de dosis absorbida en agua estén más ampliamente diseminados. Se enfatiza, sin embargo, que los factores de calibración ND,w,Qo no son trazables a patrones primarios de dosis absorbidas en agua.

Un ND,w,Qo calculado puede ser también usado para verificar que las calibraciones de los haces de terapia basadas en los dos formalismos, ND,w y NK, conducen aproximadamente a la misma dosis absorbida en agua bajo las condiciones de referencia (ver detalles en el Anexo I). De no ser así, , las causas de las discrepancias deben ser cuidadosamente investigadas antes de cambiar al método ND,w.

29

4. IMPLEMENTACIÓN 4.1. GENERALIDADES

Los esfuerzos en los LPCDs se han concentrado en realizar calibraciones, en términos de dosis absorbida en agua, de cámaras de ionización en haces de radiación gamma de 60Co y en menor grado en haces de fotones y electrones de altas energías [46, 56–59]. Dependiendo del laboratorio de calibración, los factores de calibración ND,w,Qo pueden proporcionarse a los usuarios según diferentes enfoques. Dichos enfoques son esclarecidos aquí con el objetivo de evitar el uso incorrecto del presente Código de Práctica.

a) Un primer enfoque consiste en proporcionar a los usuarios un factor de calibración para una calidad de referencia del haz Qo, usualmente 60Co. Para calidades adicionales, la calibración a la calidad de referencia es proporcionada junto con factores de corrección de calidad del haz kQ,Qo, directamente medidos para la cámara en particular y a las calidades específicas del haz Q. Sólo los laboratorios que cuenten con fuentes de radiaciones y patrones para diferentes calidades del haz podrán proporcionar valores de kQ,Qo directamente medidos para esas calidades. La ventaja principal de este proceder es que se considera de forma implícita la respuesta individual de la cámara en un maniquí de agua irradiado con haces de diferentes tipos y calidades. Una limitación posible, común con la opción (b), debajo, reside en la diferencia entre las calidades del haz empleado en el laboratorio de calibración y en la instalación del usuario, la cual es de especial relevancia para los haces de alta energía (ver Ref. [53]) y cuya influencia es aún el tema de estudios en algunos LPCDs.

b) Un enfoque alternativo, el cual es en términos prácticos idéntico al descrito anteriormente y que difiere sólo en la presentación de los datos, es suministrar una serie de factores de calibración ND,w,Q de la cámara de ionización del usuario en las calidades del haz Q. Existe, sin embargo, una ventaja en presentar los datos mediante la normalización de todos los factores de calibración a un factor de calibración único ND,w,Qo, junto con los valores directamente medidos de los factores kQ,Qo. Una vez que han sido obtenidos los valores de kQ,Qo para una cámara en particular, puede que no sea necesario para el usuario recalibrar la cámara para todas las calidades Q, excepto solamente para la calidad de referencia Q0. La dependencia de la respuesta con la calidad del haz para una cámara en particular puede ser verificada de forma menos frecuente mediante la calibración en todas las calidades.11 Además, esta calibración individual para

11 Vea la sección 4.3 para las recomendaciones en relación con la frecuencia de calibración de

los dosímetros.

30

una calidad de referencia no necesita ser realizada en el mismo laboratorio donde fueron medidos los factores kQ,Qo (usualmente un LPCD).

c) En la tercera posibilidad los usuarios pueden recibir los factores de calibración ND,w,Qo para la cámara de ionización, más comúnmente para la calidad de referencia de 60Co, y los factores de corrección de calidades del haz kQ,Qo, obtenidos de forma teórica para el tipo de cámara en cuestión, que deberán ser aplicados para otras calidades del haz. Este método ignora las variaciones cámara a cámara de la respuesta con la energía para un tipo de cámara dado, y los cálculos se apoyan en las especificaciones de la cámara, suministradas por los fabricantes.

d) Un cuarto enfoque, ofrecido por algunos laboratorios de calibración, consiste en proporcionar un único valor medido del factor de calibración ND,w,Qo para un tipo de cámara dado, obtenido en una calidad de referencia seleccionada, conjuntamente con valores experimentales genéricos12 de kQ,Qo para el tipo de cámara de ionización en cuestión. Esta opción no toma en consideración las posibles variaciones cámara a cámara dentro de un tipo de cámara dado. Además, comúnmente existen sólo datos experimentales limitados de factores kQ,Qo para la mayoría de las cámaras comercializadas. Este procedimiento tiene mucho en común con la opción (c) indicada anteriormente y si, para un tipo de cámara dado, los valores teóricos de kQ,Qo son verificados de forma experimental en un laboratorio de calibración para una muestra amplia de cámaras, entonces puede asumirse que los valores teóricos de kQ,Qo corresponden a valores medios.

Sobre la base de estas descripciones, se dan las siguientes recomendaciones para el

cumplimiento con el presente Código de Práctica.

(1) El enfoque (a), o su equivalente (b), constituyen las alternativas preferidas, aunque se reconoce que para calidades del haz diferentes a las del 60Co tales posibilidades están en la actualidad restringidas a un número reducido de LPCDs.

(2) El enfoque (c) es recomendado para aquellos usuarios que no tengan acceso a valores de kQ o kQ,Qo directamente medidos en un laboratorio de calibración, en diferentes calidades del haz. El empleo de 60Co como la calidad de referencia para la determinación de ND,w es particularmente apropiada para los LSCDs, donde es remota la posibilidad de contar con un acelerador. Esta variante es la práctica más común en la actualidad y favorece el uso de los factores kQ teóricos

12 En el presente contexto el término genérico se refiere a factores comunes a un tipo

específico de cámara de ionización, suministrados por un fabricante dado.

31

(es decir kQ,Qo con 60Co empleado como Q0) determinados acorde con las ecuaciones (4) ó (5).

(3) El enfoque (d) es una opción alternativa a la (c) sólo cuando los valores de kQ o kQ,Qo han sido obtenidos por un laboratorio de calibración a partir de una muestra grande de cámaras de ionización y es pequeña la desviación estándar de las diferencias cámara a cámara. Este es usualmente el caso de las cámaras patrones secundarios (ver la referencia [7]) tales como las evaluadas por el Laboratorio Nacional de Física (NPL) del Reino Unido (Ver la Figura 5) [60].

(4) No se recomiendan los valores genéricos experimentales de kQ o kQ,Qo que no han sido determinados por un laboratorio de calibración.

(5) La dosimetría de rayos X de baja y media energías debe estar basada en los procedimientos (a) o (b) con el rango de valores de Q seleccionado de forma tal que sea lo más similar posible a las calidades de los haces a emplear clínicamente.

(6) Mientras existan posibilidades limitadas para el establecimiento de factores ND,w,Q experimentales por laboratorios de calibración, en haces de protones e iones pesados, el método teórico (c) es la única recomendación a considerar para tales haces.

4.2. EQUIPAMIENTO

En este Código de Practica sólo son consideradas las mediciones ionométricas para la dosimetría de referencia. Los requisitos de los equipos siguen muy de cerca los indicados en las referencias [17,21], así como en la norma 60731 de la IEC [7] para dosímetros a base de cámaras de ionización. El uso de estos documentos, aunque desarrollados para la radiación fotónica y de electrones, puede ser extendido a los otros tipos de campos de radiaciones incluidos en el presente Código de Práctica.

La presente sección proporciona sólo requisitos generales en relación con los equipos; los detalles específicos de los instrumentos aplicables a cada tipo de radiación serán discutidos en la sección pertinente.

Un sistema dosimétrico ionométrico para radioterapia contiene los siguientes componentes:

(a) Una o más cámaras de ionización; las que incluyen los conectores eléctricos y algún cable permanentemente acoplado, destinadas para propósitos diferentes (es decir, para diferentes calidades de radiación);

(b) Un dispositivo de medición (electrómetro), frecuentemente calibrado de forma independiente en términos de carga eléctrica o de corriente por división de la escala;

(c) Uno o más maniquíes con fundas protectoras estancas (camisas) impermeables para la cámara;

32

(d) El sistema dosimétrico debería incluir además uno o más dispositivos de chequeo de estabilidad.

Fig. 5. Valores medios de kQ en varias calidades del haz de fotones, medidos en el Laboratorio Nacional de Física (NPL) del Reino Unido, para cámaras de ionización patrones secundarios del tipo NE 2561 (círculos vacíos) y NE 2611(círculos llenos) [60]. La línea sólida es un ajuste suavizado de los datos experimentales. Las barras de incertidumbre representan las variaciones cámara a cámara, determinadas como las desviaciones estándar de las pruebas a 13 cámaras NE 2561 (mitad superior) y a 11 cámaras NE 2611 (mitad inferior). Los valores de kQ están normalizados a una TPR20,10 de 0.568 (haz de 60Co en el NPL). Los valores calculados de kQ para las cámaras recogidas en la Tabla 14 son incluidos a modo de comparación (triángulos); note que los valores calculados no distinguen entre los dos tipos de cámara. 4.2.1. Cámaras de ionización

Para la calibración de haces de radioterapia de rayos X con energía media superior a 80 kV y HVL de 2mm de aluminio, radiación gamma de 60Co, haces de fotones de altas energías, haces de electrones con energía superior a los 10 MeV aproximadamente y haces terapéuticos de protones e iones pesados, puede ser utilizada una cámara de ionización de tipo cilíndrico. Este tipo de cámara es muy conveniente para las

Calidad del haz de fotones,

k Q

Calidad del haz de fotones,

k Q

33

mediciones en esas calidades de radiación, siendo robustas y simples de usar durante las mediciones en un maniquí de agua. El volumen de la cavidad de la cámara debe estar entre 0.1 y 1.0 cm3 aproximadamente. Este rango de dimensiones constituye un compromiso entre la necesidad de contar con suficiente sensibilidad y la capacidad de medir la dosis en un punto. Estos requisitos se cumplen en las cámaras cilíndricas con una cavidad de aire de diámetro interior no superior a 7 mm aproximadamente y una longitud interna de no más de unos 25 mm. Durante el uso, la cámara debe alinearse de forma tal que la fluencia de la radiación sea aproximadamente uniforme en toda la sección transversal de la cámara. Por lo tanto, la longitud de la cavidad de la cámara impone un umbral para el tamaño del campo en el que pueden ser realizadas las mediciones.

La construcción de la cámara debe ser lo más homogénea posible; pero hay que reconocer que por razones de orden técnico, lo más probable es que el electrodo central sea de un material distinto al de las paredes. En realidad, la elección de los materiales puede desempeñar un papel importante en lo que respecta a asegurar que la respuesta energética de la cámara no varíe considerablemente. También es necesario que la cavidad de aire no esté herméticamente cerrada; debe ser diseñada de manera tal que se equilibre rápidamente con la temperatura y presión del ambiente exterior.

Durante la selección de una cámara de ionización cilíndrica el usuario deberá prestar atención en relación con el uso al que se destinará, si será utilizada como un instrumento de referencia (calibrada en un laboratorio de calibración y empleada para la calibración de haces en el haz del usuario) o como un instrumento de campo (calibrada de forma cruzada respecto a una cámara de referencia y normalmente utilizada para mediciones de rutina).

Las cámaras de ionización con paredes de grafito usualmente tienen mejor estabilidad a largo plazo y una respuesta más uniforme que las cámaras con paredes de plástico; sin embargo, estas últimas son más robustas y por consiguiente más adecuadas para las mediciones de rutina. La humedad del aire, por otra parte, puede afectar la respuesta de la cámara, especialmente para las cámaras con paredes de Nylon o de A-150. Debido a que una cámara de ionización es un instrumento de alta precisión, debe prestarse atención para adquirir un tipo de cámara cuyo desempeño haya sido suficientemente probado en haces de radioterapia. Las características de algunas cámaras de ionización cilíndricas son mostradas en la Tabla 3.

La utilización de cámaras de ionización plano - paralelas en haces de electrones y fotones de altas energías ha sido descrita en detalle en la referencia [21]. Se recomienda el empleo de las cámaras de ionización plano - paralelas para todas las energías de los electrones, siendo su utilización obligatoria para energías inferiores a 10 MeV. En haces de fotones, éstas son adecuadas para las mediciones dosimétricas de referencia sólo cuando se dispone de su calibración en términos de dosis absorbida en agua para la calidad del usuario. Las cámaras plano - paralelas son además apropiadas para la dosimetría de referencia en haces de protones e iones pesados, especialmente en haces

34

con un SOBP angosto. Preferiblemente la cámara debe estar diseñada para su empleo en agua y su estructura debe ser lo más homogénea y equivalente posible al agua. Es especialmente importante tener en cuenta los efectos por retrodispersión en la pared posterior de la cámara. Las cámaras diseñadas para las mediciones en maniquíes sólidos deben ser, en correspondencia, tan equivalentes al maniquí como sea posible. Sin embargo, algunas cámaras son diseñadas con varios materiales, implicando esto una desviación significativa de la respuesta homogénea. En estos casos no existe una regla sencilla para la selección del tipo de cámara y el material del maniquí.

Una de las principales ventajas de las cámaras plano - paralelas para la dosimetría en haces de electrones es la posibilidad de minimizar los efectos perturbadores por dispersión. Las cámaras de ionización plano - paralelas pueden estar diseñadas de forma tal que registren la fluencia de electrones incidentes a través de la ventana frontal, siendo despreciable la contribución de los electrones que entran a través de las paredes laterales. Este diseño justifica la adopción del punto efectivo de la medición de la cámara, Peff, en la superficie interior de la ventana de entrada (superficie frontal de la cavidad de aire), en el centro de la ventana para todas las profundidades y calidades del haz. Desde el punto de vista práctico es conveniente entonces seleccionar el punto de referencia de la cámara en la misma posición. Con el objetivo de satisfacer, dentro de una aproximación razonable, los requerimientos relacionados con los efectos perturbadores por dispersión y el Peff, las cámaras plano - paralelas deben tener una cavidad en forma de disco ‘pancake’, en la cual la razón del diámetro de la cavidad entre su altura sea grande (preferiblemente cinco o más). Además, el diámetro del electrodo colector no debe exceder los 20 mm con vistas a reducir la influencia de las no – uniformidades radiales del perfil del haz. La altura de la cámara no debe exceder los 2 mm y el electrodo colector debe estar rodeado por un electrodo de protección cuyo ancho no sea inferior a 1.5 veces la altura de la cavidad. Adicionalmente, el espesor de la ventana de entrada (frontal) debe ser restringido a 0.1 g/cm2 (o 1 mm de PMMA) como máximo, para hacer posibles las mediciones a pequeñas profundidades. Es necesario además que la cavidad de aire sea ventilada de forma tal que se alcance rápidamente el equilibrio con la temperatura ambiente y la presión atmosférica.

Las características de algunas cámaras de ionización plano - paralelas para la dosimetría en haces de electrones se muestran en la Tabla 4. Estas cámaras también pueden utilizarse para dosimetría relativa en haces de fotones (Véase la Ref. [21]), en haces terapéuticos de protones y en haces de iones pesados.

Las cámaras de ionización para mediciones de rayos X de baja energía también deben ser de tipo plano - paralela. Dicha cámara debe tener una ventana de entrada consistente en una membrana delgada de un espesor en el rango de 2 – 3 mg/cm2 . Para haces de más de 50 kV la cámara pudiera necesitar una lámina plástica adicional, suplementaria a la ventana, de manera que permita el equilibrio total para el haz primario al mismo tiempo que filtre los electrones secundarios generados en los elementos

35

TABLA 3. CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS TIPOS DE CÁMARA DE IONIZACIÓN CILÍNDRICA (según se establece por los fabricantes)

Tipo de cámara de ionización a

Volumen de la

cavidad (cm3)

Longud de la

cavidad (mm)

Radio de la

cavidad (mm)

Material de las

paredes

Espesor de las

paredes (g/cm2)

Material de caperuza

de equilibriob,c

Espesor de caperuza de equilibrio b,c

(g/cm2)

Material del

electrodo central

Imper-meable

Capintec PR-05P mini 0.07 5.5 2.0 C-552 0.220 Poliestireno

0.568 C- 552 N

Capintec PR-05 mini 0.14 11.5 2.0 C-552 0.2 20 Poliestireno

0.568 C-552 N

Capintec PR-06C/G Farmer 0.65 22.0 3.2 C-552 0.050 C-552 0.924 C-552 N Capintec PR-06C/G Farmer 0.65 22.0 3.2 C-552 0.050 Poliestiren

o 0.537 C-552 N

Capintec PR-06C/G Farmer 0.65 22.0 3.2 C-552 0.050 PMMA d 0.547 C-552 N

Exradin A2 Spokas (caperuza 2 mm)

0.53 11.4 4.8 C-552 0.176 C-552 0.352 C-552 S

Exradin T2 Spokas (caperuza 4 mm)

0.53 11.4 4.8 A-150 0.113 A-150 0.451 A-150 S

Exradin A1 mini Shonka (caperuza 2 mm)

0.05 5.7 2.0 C-552 0.176 C-552 0.352 C-552 S

Exradin T1 mini Shonka (caperuza 4 mm)

0.05 5.7 2.0 A-150 0.113 A-150 0.451 A-150 S

Exradin A12 Farmer 0.65 24.2 3.1 C-552 0.088 C-552 0.493 C-552 S Far West Tech IC-18 0.1 9.5 2.3 A-150 0.183 A-150 0.386 A-150 N FZH TK 01 0.4 12.0 3.5 Delrin 0.071 Delrin 0.430 S Nuclear Assoc. 30-750 0.03 3.6 2.0 C-552 0.068 C-552 S

Nuclear Assoc. 30-749 0.08 4.0 3.0 C-552 0.068 C-552 S

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TABLA 3. (cont.) Nuclear Assoc. 30-744 0.13 5.8 3.0 C-552 0.068 C-552 S Nuclear Assoc. 30-716 0.25 10.0 3.0 C-552 0.068 C-552 S Nuclear Assoc. 30-753 0.25 9.0 3.1 C-552 0.068 Delrin 0.560 C-552 S Farmer shortened Nuclear Assoc. 30-751 Farmer

0.69 23.0 3.1 Delrin 0.056 Delrin 0.560 Aluminio S

Nuclear Assoc. 30-752 Farmer

0.69 23.0 3.1 Grafito 0.072 Delrin 0.560 Aluminio S

NE 2515 0.2 7.0 3.0 Tufnol 0.074 PMMA 0.543 Aluminio N NE 2515/3 0.2 7.0 3.2 Grafito 0.066 PMMA 0.543 Aluminio N NE 2577 0.2 8.3 3.2 Grafito 0.066 Delrin 0.552 Aluminio N NE 2505 Farmer 0.6 24.0 3.0 Tufnol 0.075 PMMA 0.545 Aluminio N NE 2505/A Farmer 0.6 24.0 3.0 Nylon

66 0.063 PMMA 0.545 Aluminio N

NE 2505/3, 3A Farmer 0.6 24.0 3.2 Grafito 0.065 PMMA 0.551 Aluminio N NE 2505/3, 3B Farmer 0.6 24.0 3.2 Nylon

66 0.041 PMMA 0.551 Aluminio N

NE 2571 Farmer 0.6 24.0 3.2 Grafito 0.065 Delrin 0.551 Aluminio N NE 2581 Farmer (caperuza PMMA)

0.6 24.0 3.2 A-150 0.041 PMMA 0.584 A-150 N

NE 2581 Farmer (caperuza poliestireno)

0.6 24.0 3.2 A-150 0.041 Poliestireno

0.584 A-150 N

NE 2561/ 2611 Sec. Std 0.33 9.2 3.7 Grafito 0.090 Delrin 0.600 Aluminio (hu eco)

N

PTW 23323 micro 0.1 12.0 1.6 PMMAe 0.197 PMMA 0.357 Aluminio Y PTW 23331 rigid 1.0 22.0 4.0 PMMAe 0.060 PMMA 0.345 Aluminio N PTW 23332 rigid 0.3 18.0 2.5 PMMAe 0.054 PMMA 0.357 Aluminio N PTW 23333 (caperuza 3 mm)

0.6 21.9 3.1 PMMAe 0.059 PMMA 0.356 Aluminio N

PTW 23333 (caperuza 4.6 mm)

0.6 21.9 3.1 PMMAe 0.053 PMMA 0.551 Aluminio N

PTW 30001 Farmer 0.6 23.0 3.1 PMMAe 0.045 PMMA 0.541 Aluminio N PTW 30010 Farmer 0.6 23.0 3.1 PMMAe 0.057 PMMA 0.541 Aluminio N

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TABLA 3. (cont.) PTW 30002/30011 Farmer 0.6 23.0 3.1 Grafito 0.079 PMMA 0.541 Grafito N PTW 30004/30012 Farmer 0.6 23.0 3.1 Grafito 0.079 PMMA 0.541 Aluminio N PTW 30006/30013 Farmer 0.6 23.0 3.1 PMMAe 0.057 PMMA 0.541 Aluminio S PTW 31002 flexible 0.13 6.5 2.8 PMMAe 0.078 PMMA 0.357 Aluminio S PTW 31003 flexible

0.3 16.3 2.8 PMMAe 0.078 PMMA 0.357 Aluminio S

SNC 100730 Farmer 0.6 24.4 3.5 PMMA 0.060 PMMA 0.536 Aluminio N SNC 100740 Farmer

0.6 24.4 3.5 Grafito 0.085 PMMA 0.536 Aluminio N

Victoreen Radocon III 550 0.3 4.3 2.5 Delrin 0.529 0.536 N Victoreen Radocon II 555 0.1 23.0 2.4 Poliestir

eno 0.117 PMMA 0.481 N

Victoreen 30 -348 0.3 18.0 2.5 PMMA 0.060 PMMA 0.360 N Victoreen 30 -351 0.6 23.0 3.1 PMMA 0.060 PMMA 0.360 N Victoreen 30 -349 1.0 22.0 4.0 PMMA 0.060 PMMA 0.360 N Victoreen 30 -361

0.4 22.3 2.4 PMMA 0.144 PMMA 0.360 N

Scdx-Wellhöfer IC 05 0.08 4.0 3.0 C-552 0.068 C-552 S Scdx-Wellhöfer IC 06 0.08 4.0 3.0 C-552 0.068 C-552 S Scdx-Wellhöfer IC 10 0.14 6.3 3.0 C-552 0.068 C-552 S Scdx-Wellhöfer IC 15 0.13 5.8 3.0 C-552 0.068 C-552 S Scdx-Wellhöfer IC 25 0.25 10.0 3.0 C-552 0.068 C-552 S Scdx-Wellhöfer IC 28 0.3 9.0 3.1 C-552 0.068 POM f 0.560 C-552 S Farmer shortened Scdx-Wellhöfer IC 69 Farmer

0.67 23.0 3.1 Delrin 0.056 POM 0.560 Aluminio S

Scdx-Wellhöfer IC 70 Farmer

0.67 23.0 3.1 Grafito 0.068 POM 0.560 Aluminio S

a Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen con todos los requisitos mínimos descritos en la sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas debido a su uso clínico actual.

38

b Para las determinaciones de dosis, basadas en patrones de dosis absorbida en agua, no es relevante la información relacionada con la caperuza de equilibrio de la cámara de ionización. La misma aparece aquí para facilitar las comparaciones con formalismos anteriores, basados en patrones de kerma en aire

c Los espacios en blanco indican que la información no está disponible. d Metacrilato de polimetilo (C 5H8 O2), también conocido como acrílico. Los nombres comerciales son: Lucita,

Plexiglas o Perspex. e Como la mayoría de los tipos de cámara con paredes de plástico aislante, la pared de la cámara tiene una capa

interior conductora hecha de grafito. Para este tipo de cámaras, el espesor y la densidad de la capa de grafito es suministrada con las especificaciones de la cámara.

f Polioximetileno (CH2O). El nombre comercial es Delrin.

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TABLA 4. CARACTERÍSTICAS DE ALGUNOS TIPOS DE CÁMARAS PLANO – PARALELAS (adaptado de la Referencia [21])

Tipo de cámara de ionización a

Materiales Espesor de ventana

Distancia entre

electrodos

Diámetro del electrodo

colector

Ancho del anillo de

protección

Material recomendado del maniquí

NACP01 (Scanditronix) Calcam- 1 (Dosetek)

Ventana de grafito, electrodo de rexolita grafitado, cuerpo de grafito (pared trasera), alojamiento de rexolita

90 mg/cm2 0.5 mm

2 mm 10 mm 3 mm Poliestireno Grafito Agua (con alojamiento impermeable)

NACP02 (Scanditronix) Calcam- 2 (Dosetek)

Ventana de grafito y lámina mylar, electrodo de rexolita grafitado, cuerpo de grafito (pared t rasera), alojamiento de rexolita

104 mg/cm2 0.6 mm

2 mm 10 mm 3 mm Agua, PMMA

Cámara Markus PTW 23343 NA 30- 329 NE 2534 Scdx- Wellhöfer PPC 05

Ventana de lámina de polietileno grafitado, colector de poliestireno grafitado, cuerpo de PMMA, caperuza de PMMA Ventana y cuerpo de C-552, electrodo grafitado (PEEKb)

102 mg/cm2 0.9 mm (incl. la

caperuza) 176 mg/cm2

1 mm

2 mm

0.5 mm

5.3 mm

10 mm

0.2 mm

3.5 mm

Agua PMMA Agua

Holt chamber (Memorial) NA 30-404

Pared y electrodo de poliestireno grafitado, cuerpo de poliestireno

416 mg/cm2 4 mm

2 mm 25 mm 5 mm Poliestireno (maniquí integr.)

Capintec PS-033

Ventana con lámina de mylar aluminizado, electrodo de plástico equivalente al aire con carbón impregnado, cuerpo de poliestireno

0.5 mg/cm 2 0.004 mm

2.4 mm 16.2 mm 2.5 mm Poliestireno

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TABLA 4. (continuación) Exradin 11 Pared y electrodo de plástico

conductor Modelo P11: poliestireno equivalente Modelo A11: C- 552, aire equivalente Modelo T11: A- 150, tejido equivalente

P11: 104 mg/cm2 1 m m

2 mm 20 mm 5.1 mm P11: Poliestireno, Agua

Roos chamber PTB FK6 PTW 34001 Scdx- Wellhöfer PPC 35 Scdx- Wellhöfer PPC 40

PMMA, electrodos grafitados 118 mg/cm2 1 mm

2 mm 16 mm 4 mm Agua, PMMA

Attix chamber RMI 449

Ventana de película conductora de Kapton, colector de poliestireno grafitado, cuerpo de “agua sólida”

4.8 mg/cm2 0.025

1 mm (0.7 mm

reportado)

12.7 mm 13.5 mm “Agua sólida”

a Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen los requisitos mínimos descritos en la Sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas por su uso clínico actual.

b Polietereter cetona (C19H18O3) 1.265 g/cm3 .

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conformadores del haz (ver Tabla 24). Durante su uso, la cámara se coloca con la ventana a ras con la superficie del maniquí. El maniquí y las láminas de equilibrio debe suministrarse junto con la cámara cuando ésta se envía para ser calibrada. Con vistas a minimizar la dependencia de la respuesta de la cámara con la forma del espectro de rayos X, la respuesta debe variar en menos del 5 % en el rango de energías utilizado. En la Tabla 5 son mostradas las características de algunas cámaras de ionización plano - paralelas utilizadas para dosimetría de rayos X de baja energía. 4.2.2. Sistema de medición

El sistema para la medición de la corriente (o carga) está conformado por un electrómetro y una fuente de alimentación que suministra la tensión de polarización a la cámara de ionización. El electrómetro debe tener preferentemente una escala digital y una resolución de cuatro dígitos (es decir, 0.1 % de resolución en la lectura). La variación en la respuesta debido a la falta de estabilidad a largo plazo no debe ser superior a ± 0.5 % en un año. El electrómetro y la cámara de ionización pueden calibrarse por separado. Esto es particularmente útil en centros que poseen varios electrómetros y/o cámaras. En algunos casos; sin embargo, el electrómetro forma parte integrante del sistema dosimétrico y la cámara de ionización y el electrómetro son calibrados como una sola unidad.

Debería ser posible invertir la polaridad de la tensión de polarización, de manera que pueda determinarse el efecto de la polaridad, y variar el valor de la tensión para determinar la eficiencia de colección de cargas, tal como se describe en la Sección 4.4.3.4. TABLA 5. CARACTERISTICAS DE ALGUNAS CAMARAS DE IONIZACION PLANO - PARALELAS UTILIZADAS PARA DOSIMETRIA DE RAYOS X DE BAJA ENERGIA.

Tipo de cámara de ionización

Volumen de la cavidad

(cm3)

Diámetro colector (mm)

Material de la ventana

Espesor de la ventana (mg/cm2)

PTW M23342 0.02 3 Polietileno 2.5 PTW M23344 0.20 13 Polietileno 2.5 NE 2532/3A 0.03 3 Polietileno 2.3 NE 2536/3A 0.30 13 Polietileno 2.3

42

4.2.3. Maniquíes

En los Códigos de Práctica del OIEA [17, 21], así como en el presente documento se recomienda el agua como medio de referencia para la medición de dosis absorbida, tanto para haces de fotones como de electrones. Las dimensiones del maniquí deben ser tales que, con el mayor tamaño de campo utilizable, se cuente con un margen de 5 cm en cada uno de los cuatro lados a la profundidad de la medición. También debe existir un margen de al menos 5 g/cm2 más allá de la máxima profundidad de medición, excepto para rayos X de energías intermedias, en cuyo caso el margen debe ser de al menos 10 g/cm2.

Para la dosimetría en haces de electrones de baja energía (aproximadamente por debajo de 10 MeV, ver la Sección 7.8) se pueden utilizar maniquíes sólidos en forma de planchas o placas, tales como los de poliestireno, PMMA y algunos de plásticos agua-equivalente como: “agua sólida”, “agua plástica”, “agua virtual”, etc. (ver Referencias [62, 63]). Para la dosimetría de rayos X de baja energía son generalmente imprescindibles estos tipos de maniquíes. No obstante, la determinación de la dosis debe referirse siempre a la dosis absorbida en agua, a la profundidad de referencia en un maniquí homogéneo de agua. En condiciones ideales, el material del maniquí debe ser agua-equivalente; esto significa que debe tener las mismas propiedades de absorción y dispersión que el agua. En la Tabla 6 se recoge la composición química (en fracciones en peso), la densidad y el número atómico promedio de algunos materiales utilizados comúnmente en maniquíes, en sustitución del agua.

A pesar de su creciente popularidad, se recomienda encarecidamente no usar maniquíes plásticos para mediciones de referencia (excepto para rayos X de baja energía), debido a que, en general, su uso es la causa fundamental de las grandes diferencias en la determinación de la dosis absorbida en la mayoría de los tipos de haces de radiación. Esto se debe principalmente a las variaciones en la densidad entre los diferentes lotes producidos y a que los procedimientos para el ajuste a escala de la profundidad y la dosis absorbida (o la fluencia) del plástico al agua, son de naturaleza aproximada. La densidad del plástico debe medirse preferentemente para el lote en uso en vez de utilizar un valor nominal para el tipo de plástico suministrado por el fabricante, ya que se han reportado diferencias de densidad de hasta un 4 % (ver, por ejemplo la Referencia [65]). Las pruebas de aceptación de maniquíes plásticos en forma de placas debe incluir la determinación del espesor medio, la densidad de cada placa, así como sus variaciones de espesor y una investigación radiográfica para determinar posibles burbujas o vacíos en el plástico.

Aunque no es recomendado el uso de maniquíes plásticos en dosimetría de referencia, podrían utilizarse en mediciones rutinarias de aseguramiento de calidad. Esto puede hacerse siempre que se haya establecido la relación entre las lecturas del dosímetro en agua y en el plástico, para el haz del usuario en el momento de la calibración. Lo anterior demandará una comparación cuidadosa con mediciones en agua, las cuales deberán realizarse de forma previa al uso rutinario del maniquí,

43

además pudieran ser necesarios chequeos periódicos, a intervalos razonables, de manera que se asegure la validez y consistencia de los resultados de la comparación original [65].

Cuando son utilizados maniquíes fabricados con materiales aislantes, los usuarios deben estar conscientes de los problemas que se podrían presentar debido a la acumulación de cargas. Esto es de interés particular si se utiliza una cámara de tipo dedal dentro de un maniquí plástico para mediciones en haces de electrones, lo cual no se recomienda en este Código de Práctica. Sin embargo, la acumulación de cargas podría tener también un efecto significativo durante la calibración en haces de electrones si se utilizan cámaras plano - paralelas. El efecto puede provocar un campo eléctrico muy intenso alrededor de la cámara, actuando directamente sobre la distribución de la fluencia de electrones y por tanto, afectando la lectura de la cámara. Con vistas a minimizar este efecto, el maniquí debe estar construido utilizando placas finas de plástico de espesor no mayor de 2 cm [17, 66]. Como fue mencionado anteriormente, debe medirse el espesor real de cada placa y la variación de dicho espesor en el área de la placa, especialmente en el caso de planchas delgadas. Debe determinarse igualmente la densidad promedio de cada placa, así como asegurarse que no existen capas de aire entre las placas de plástico. TABLA 6. COMPOSICION QUIMICA (FRACCION EN PESO), DENSIDAD NOMINAL Y NUMERO ATOMICO PROMEDIO DE ALGUNOS MATERIALES COMUNMENTE UTILIZADOS EN MANIQUIES COMO SUSTITUTOS DEL AGUA (se incluye además el agua líquida como elemento de comparación) Agua

líquidaa

Agua sólida WT1a

Agua sólida RMI-457

Agua plás-tica

Agua virtual

PMMA a,b

Polies-tirenoa

Plástico tejido

equival. A-150 a

H 0.1119 0.0810 0.0809 0.0925 0.0770 0.0805 0.0774 0.1013 C 0.6720 0.6722 0.6282 0.6874 0.5998 0.9226 0.7755 N

0.0240 0.0240 0.0100 0.0227 0.0351

O 0.8881 0.1990 0.1984 0.1794 0.1886 0.3196 0.0523 F 0.0174 Cl 0.0010 0.0013 0.0096 0.0013 Ca 0.0230 0.0232 0.0795 0.0231 0.0184 Br

0.0003

Densidad (g/cm3 )

1.000 1.020 1.030 1.013 1.030 1.190 1.060 1.127

Zprom c 6.6 5.95 5.96 6.62 5.97 5.85 5.29 5.49 a Ver referencias [62, 64].b Metacrilato de Polimetilo, también conocido como acrílico. Los nombres comerciales son Lucita, Plexiglass y Perspex. c Para definir el número atómico promedio, ver, por ejemplo, las referencias [11] ó [21].

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4.2.4. Camisa impermeable para la cámara

La cámara de ionización debe utilizarse con camisa impermeable, a menos que esté diseñada para trabajar directamente dentro del agua. Las siguientes recomendaciones se han adaptado de las que fueron emitidas en la Referencia [33]. La camisa de la cámara debe estar hecha de PMMA con un espesor de pared lo suficientemente fino (preferiblemente no mayor que 1 mm) de forma que permita que la cámara alcance el equilibrio térmico con el agua en menos de 10 minutos. La camisa de la cámara debe diseñarse de forma tal que permita que la presión dentro de la cámara alcance rápidamente el valor de la presión atmosférica, para esto es suficiente con una abertura de aire de 0.1 - 0.3 mm entre la cámara y la camisa. La camisa impermeable para la cámara no debe permanecer en el agua más tiempo que el necesario para realizar las mediciones, esto se hace con el objetivo de evitar la acumulación de vapor de agua alrededor de la cámara. Con vistas a aumentar la exactitud de las mediciones, es recomendable usar en mediciones posteriores la misma camisa de la cámara que se utilizó para la calibración de la cámara en el laboratorio.

En el caso de cámaras de ionización impermeables, el uso de una camisa impermeable de PMMA puede ser aún una opción deseable para ubicar la cámara con exactitud a una profundidad determinada, aunque es to depende del equipo utilizado para el posicionamiento. Las mediciones realizadas en el Laboratorio de Dosimetría del OIEA con una cámara impermeable tipo Farmer, PTW W 30006 no han mostrado diferencias significativas en ND,w cuando la cámara se ha calibrado con y sin camisa de PMMA de hasta 1 mm de espesor. Por tanto, este tipo de cámara puede ser calibrada con o sin camisa y utilizarse de la forma que mejor se ajuste a las condiciones del hospital. Previo a la adopción de tales procedimientos en cámaras impermeables de otro tipo, se deben realizar mediciones similares en un laboratorio de calibración.

No se recomienda el uso de una funda fina de goma, especialmente para una cámara de referencia, ya que existe un mayor riesgo de fuga y una funda de ese tipo limitaría el equilibrio de presión del aire en la cámara. Además, los fabricantes aplican usualmente un recubrimiento con un polvo fino a la superficie interna de la goma, el cual puede penetrar en la cavidad de la cámara y afectar su respuesta, especialmente para rayos X de baja y media energías [67]. 4.2.5. Posicionamiento de las cámaras de ionización a la profundidad de referencia

Los efectos perturbadores de la cavidad y de la pared de la cámara, así como de la camisa impermeable o de la cubierta, deben ser considerados durante el posicionamiento de la cámara a la profundidad de referencia zref (expresada en g/cm2). Cuando la calidad de radiación del usuario Q es igual a la calidad de radiación utilizada en la calibración Qo o cuando se utilizan los valores medidos de kQ,Qo , estos efectos se tienen en cuenta en la calibración de la cámara, por lo que normalmente es suficiente colocarla a la misma

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profundidad a la que fue calibrada (se exceptúa el caso en que durante la calibración en el laboratorio se utilice una camisa impermeable para la cámara o cubierta impermeable de un espesor significativamente diferente a la empleada en las instalaciones del usuario). Esta es una de las ventajas importantes de la calibración en términos de dosis absorbida en agua.

Se deben utilizar los valores calculados de kQ,Qo cuando no es posible realizar una calibración directa para la calidad del usuario. En este caso, algunos efectos perturbadores se tienen en cuenta en los valores de kQ,Qo y otros deberán considerarse durante el posicionamiento de la cámara. También debe tenerse en cuenta el efecto provocado por cualquier ventana del maniquí. Estas consideraciones se discuten más adelante. El término espesor equivalente de agua (en g/cm2) expresa el producto del espesor real (en cm) y la densidad del material (en g/cm3).

Para usos clínicos puede que sea más práctico, en lugar de intentar colocar la cámara dentro de un rango de fracciones de milímetro, posicionar la cámara a una profundidad conocida de forma precisa, la cual esté dentro del rango de un milímetro más o menos de la profundidad de referencia y corregir el resultado a zref utilizando la distribución de dosis en profundidad para el haz del usuario.

Observe que el término punto de referencia de la cámara se utiliza más adelante y en la especificación de las condiciones de referencia, en cada sección. Para cámaras cilíndricas, este término se refiere al centro del volumen de la cavidad de la cámara, en el eje de la cámara 13 y para cámaras de tipo plano – paralelas (excepto para rayos X de baja energía) se refiere a la superficie interna de la ventana de entrada, en el centro de dicha ventana. Para cámaras plano – paralelas utilizadas en rayos X de baja energía, se refiere al centro de la superficie externa de la ventana de la cámara (o de cualquier lámina de equilibrio empleada). 4.2.5.1. Efectos de la cavidad de la cámara

La cavidad de la cámara provoca dos efectos. La perturbación por la propia cavidad, de la fluencia de electrones que entra a ella, se tiene en cuenta en el factor pcav incluido en los factores calculados kQ,Qo . Sin embargo, una cámara que se encuentre ubicada con el centro de su cavidad en zref no registra la fluencia de electrones presente en zref en el maniquí no disturbado. Esto puede tenerse en cuenta tanto mediante la aplicación de un factor de corrección por desplazamiento pdis, en el cálculo de kQ,Qo, como mediante el desplazamiento de la cámara una distancia que compense este efecto (frecuentemente se plantea como el uso del punto efectivo de medición [17]). Para cámaras de tipo plano –

13 El centro del volumen de la cavidad de la cámara debe considerarse aquel punto ubicado en el eje de la cámara, a una distancia establecida por el fabricante desde el extremo de la cámara (medida sin la caperuza de equilibrio). Por ejemplo, para las cámaras tipo NE 2561 y la NE 2611A esta distancia es de 5 mm desde el extremo y para la cámara tipo Farmer NE 2571, esta distancia es de 13 mm desde el extremo.

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paralelas, el punto de referencia de la cámara se define que está ubicado en el punto efectivo de medición; cuando este punto se ubica en zref, no se necesita utilizar el factor de corrección por desplazamiento pdis.

Para cámaras cilíndricas el método utilizado depende del tipo de radiación y esto se especifica en las condiciones de referencia, en cada sección. En 60Co, en haces de fotones de altas energías y en haces de protones, el centro de la cámara se ubica en zref y los valores de pdis se utilizan en el cálculo de kQ,Qo. En haces de electrones e iones pesados no se recomienda este método de posicionamiento debido a lo abrupto de los gradientes de dosis que se manifiestan y las cámaras cilíndricas se ubican con el centro desplazado de zref. En haces de electrones el centro de la cámara se coloca a 0.5rcyl más profundo que zref, donde rcyl es el radio interno de la cavidad de la cámara. En haces de iones pesados se recomienda un desplazamiento de 0.75rcyl. 4.2.5.2. Efectos de las paredes de la cámara

El factor pwall, incluido en los factores kQ,Qo calculados, corrige las diferentes respuestas que el material de la pared de la cámara, en relación con el material del maniquí, provoca para cada tipo de radiación. Sin embargo, pwall no incluye el efecto de la atenuación diferente de la fluencia primaria por la pared de la cámara, en relación con la atenuación producida por el mismo espesor del material del maniquí. Cuando la calidad de radiación utilizada en la calibración Qo es igual a la calidad de radiación del usuario Q, esta atenuación se tiene en cuenta en la calibración de la cámara. Inclusive cuando Qo es diferente de Q, la atenuación de la pared en haces de fotones es lo suficientemente pequeña como para poder despreciarse (cancelación de los factores de corrección). Por otra parte, en haces de partículas cargadas, la atenuación provocada por la pared de la cámara puede ser muy diferente de la provocada por el mismo espesor de material del maniquí, y siempre, el espesor equivalente en agua de la pared cámara debe tenerse en cuenta cuando se calcula el lugar donde ubicar la cámara. En la práctica, el ajuste requerido para los espesores de pared que se utilizan normalmente es pequeño y puede ser despreciado.

4.2.5.3. Impermeabilización de las cámaras

Las camisas de la cámara o cubiertas impermeables se tratan de igual forma que

las paredes de la cámara; de hecho, si se utiliza la misma (o muy similar) camisa de la cámara o cubierta impermeable en la calib ración y en el haz del usuario, entonces puede ser considerado como parte de la pared de la cámara y recibir un tratamiento en correspondencia con este criterio. Este es el enfoque recomendado en el presente Código de Práctica. Sin embargo, si se utiliza una camisa de la cámara o cubierta significativamente diferente, durante el posicionamiento de la cámara en zref debe

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tenerse en cuenta la diferencia en el espesor equivalente de agua, para todas las modalidades. 4.2.5.4. Ventana del maniquí

Para todas las modalidades, cuando se emplea un haz horizontal, debe tenerse en cuenta el espesor equivalente en agua de la ventana del maniquí. Note también que las ventanas finas pueden arquearse hacia afuera debido a la presión de agua en su superficie interna. Este efecto puede ocurrir tan pronto como el maniquí se llena de agua y puede incrementarse gradualmente con el paso de algunas horas. Todo efecto de este tipo incrementa la cantidad de agua delante de la cámara y también debe ser tenido en cuenta durante el posicionamiento de la misma en zref, especialmente para rayos X de energías intermedias y haces de electrones de bajas energías.

4.3. CALIBRACION DE CAMARAS DE IONIZACION

Cuando se envía una cámara de ionización o un dosímetro para su calibración en un laboratorio de calibración, el usuario debe realizarle mediciones de chequeo de estabilidad (utilizando un dispositivo adecuado) antes y después de la calibración. Esto permitirá confirmar que la respuesta de la cámara no ha sido afectada por la transportación. Una cámara de ionización de referencia debe calibrarse en la calidad de referencia Qo a intervalos no superiores a dos o tres años, o cada vez que el usuario sospeche que la cámara ha sufrido daños. Si los valores de kQ,Qo (o ND, w,Q) medidos directamente para la cámara se han obtenido previamente, debe hacerse una recalibración cada tercera vez que se calibre la cámara para verificar la dependencia de la cámara con la calidad de la radiación. Este procedimiento no debe ser repetido más de dos veces seguidas; la cámara debe ser recalibrada en todas las calidades al menos cada seis años. Sin embargo, debido a la particular susceptibilidad de las cámaras de ionización para variar su respuesta energética para los rayos X de baja y media energías, es preferible que las cámaras que se utilizan en este tipo de haz se recalibren cada vez en todas las calidades pertinentes. Es responsabilidad del usuario incrementar la frecuencia de calibración de las cámaras cuya estabilidad a largo plazo no se haya verificado para un período mayor de cinco años.

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4.3.1. Calibración en un haz de 60Co

Las calibraciones pueden realizarse directamente contra un patrón primario de dosis absorbida en agua en un LPCD o más comúnmente, contra un patrón secundario en un LSCD. En este documento se trata solamente el último caso14.

Se asume que se conoce la dosis absorbida en agua, Dw, a la profundidad de 5 g/cm2 en un maniquí de agua para la radiación gamma de 60Co. Esto es ejecutado en el LSCD realizando mediciones en un maniquí de agua con una cámara de ionización calibrada. La cámara del usuario es colocada con su punto de referencia a la profundidad de 5 g/cm2 en un maniquí de agua y su factor de calibración ND,w se obtiene de:

MD

N wwD =, (9)

donde M es la lectura del dosímetro corregida por las magnitudes de influencia, con vistas a que se corresponda con las condiciones de referencia para las cuales es válido el factor de calibración. Las condiciones de referencia recomendadas para la calibración de cámaras de ionización en haces de 60Co son mostradas en la Tabla 7.

14 Las recomendaciones generales sobre la calibración de dosímetros para radioterapia en

laboratorios de calibración aparecen en numerosas publicaciones; entre ellas se recomienda principalmente la Referencia [33] como una fuente valiosa de información.

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TABLA 7. CONDICIONES DE REFERENCIA RECOMENDADAS PARA LA CALIBRACION DE CAMARAS DE IONIZACION EN LA RADIACION GAMMA DE 60Co, EN LABORATORIOS DE CALIBRACION

Magnitud de influencia Valor o característica de referencia

Material del maniquí Agua

Dimensiones del maniquí 30 x 30 x 30 cm (aproximadamente)

Distancia fuente – cámara a (SCD) 100 cm

Temperatura ambiente b 20°C c

Presión atmosférica 101.3 kPa

Punto de referencia de la cámara de ionización

Para cámaras cilíndricas, en el eje de la cámara, en el centro del volumen de la cavidad; para cámaras plano – paralelas, en la superficie interna de la ventana de entrada, en el centro de la ventana.

Profundidad del punto de referencia de la cámara en el maniquí

5 g/cm2

Tamaño del campo en la posición del punto de referencia de la cámara

10 cm x 10 cm

Humedad relativa 50 %

Tensión de polarización y polaridad No se recomiendan valores de referencia pero los valores que se utilicen deben aparecer en el certificado de calibración.

Tasa de dosis No se recomiendan valores de referencia pero la tasa de dosis utilizada debe aparecer siempre en el certificado de calibración. También debe aparecer si se ha aplicado o no algún factor de corrección y, si fuera el caso, poner el valor.

a Las dimensiones de un maniquí de agua con ventana plástica, luego de ser llenado de agua, pueden sufrir ligeras variaciones con el paso del tiempo. Por tanto, durante el uso de un haz horizontal, puede que sea necesario comprobar la distancia fuente – superficie y la profundidad de la cámara cada algunas horas.

b Debe considerarse que la temperatura del aire de la cavidad de la cámara es la misma que la del maniquí, la cual deberá medirse; no necesariamente tiene que coincidir con la temperatura ambiente.

c En algunos países la temperatura de referencia del aire es de 22°C.

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4.3.2. Calibración en haces de rayos X de kilovoltaje

Como se apunta en la sección 4.1, una cámara empleada en las mediciones de rayos X de baja y media energías debe ser calibrada en haces de calidades similares a las de los haces a medir. En el momento de escribir este Código de Práctica, sólo un LPCD tiene patrones primarios de dosis absorbida en agua para calidades de rayos X de kilovoltaje [45]. Sin embargo, es posible obtener los factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua a partir de los factores de calibración para kerma en aire, empleando alguno de los protocolos o Códigos de Práctica aceptados para la dosimetría de haces de rayos X (ver el Anexo I.2). De esta forma, cualquier laboratorio de calibración con patrones de kerma en aire puede proporcionar factores de calibración derivados en términos de dosis absorb ida en agua. Aún cuando lo anterior es formalmente equivalente a la obtención, por parte del usuario, de un factor de calibración de kerma en aire y la aplicación del mismo Código de Práctica para la kerma en aire, tiene la ventaja de permitir el uso extendido de la metodología unificada, presentada aquí, en un campo de la dosimetría donde existe una carencia notable de métodos estándar.

Existe la posibilidad de que surjan algunas inconsistencias de un laboratorio de calibración a otro, dependiendo del Código de Práctica empleado para derivar los factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua. Pero esto claramente no incrementa la inconsistencia que ya existe en la dosimetría clínica, en el rango de kilovoltaje, debido al uso de diferentes protocolos dosimétricos y códigos de práctica. Cualquier laboratorio que proporcione calibraciones derivadas debe documentar de forma completa cómo fue obtenida dicha derivación o deducción para que las diferencias puedan ser resueltas, en caso necesario, y para mantener la trazabilidad a los patrones primarios de la kerma en aire original.

Debido a la variedad de equipos auxiliares de dosimetría, como maniquíes, camisas impermeables para la cámara, láminas de equilibrio, así como a la variedad de tamaños de campos y distancias fuente – superficie de interés clínico, es importante que las condiciones de las mediciones clínicas sean reproducidas, tanto como sea posible, durante el proceso de calibración. Cuando una cámara es enviada para la calibración, debe suministrarse también todo el equipo auxiliar pertinente, así momo las especificaciones claras sobre los detalles de los haces clínicos en los cuales dicha cámara será empleada.

En la Tabla 8 se recogen condiciones de referencia típicas para la calibración de cámaras de ionización en haces de rayos X de kilovoltaje.

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TABLA 8. CONDICIONES DE REFERENCIA RECOMENDADAS PARA LA CALIBRACION DE LAS CAMARAS DE IONIZACION EN HACES DE RAYOS X DE BAJA Y MEDIA ENERGIAS, EN LABORATORIOS DE CALIBRACION

Valor o característica de referencia Magnitud de Influencia

Rayos X de baja energía Rayos X de media energía

Material del maniquí PMMA o plástico agua – equivalente

agua

Dimensiones del maniquí

12cm x 12cm x 6cm 30 cm x 30 cm x 30 cm (aproximadamente)

Distancia fuente – superficie (SSD)

Distancia de tratamiento según lo especificado por el usuario a

Distancia de tratamiento según lo especificado por el usuario a

Temperatura del aire b 20o C c 20o C c

Presión del aire 101.3 kPa 101.3 kPa

Punto de referencia de la cámara de ionización

Para cámaras de ionización plano – paralelas, el centro del lado exterior de la ventana frontal ( o el lado exterior de cualquier lámina de equilibrio adicional)

Para cámaras cilíndricas, en el eje central, en el centro del volumen de la cavidad

Profundidad, en el maniquí, del punto de referencia de la cámara

Superficie 2g/cm2

Tamaño del campo en la posición del punto de referencia de la cámara

3 cm x 3 cm ó 3cm de diámetro

10 cm x 10 cm

Humedad relativa 50% 50%

Tensión de polarización

No son recomendados valores de referencia; pero los valores utilizados deben quedar registrados en el certificado de calibración

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Tasa de dosis No son recomendados valores de referencia; pero la tasa de dosis empleada debe siempre quedar registrada en el certificado de calibración. Debe indicarse además si ha sido aplicada o no alguna corrección para la recombinación y en caso afirmativo el valor debe estar registrado.

a Si se utiliza más de una SSD, la mayor deberá ser seleccionada para la calibración. b La temperatura del aire en la cavidad de la cámara debe ser adoptada como la del

maniquí, la cual deberá ser medida; ésta no será necesariamente igual a la temperatura del aire circundante.

c En algunos países la temperatura de referencia del aire es 220C. d Si estas dimensiones de campo no se corresponden con ninguno de los haces del

usuario, entonces deberá emplearse el tamaño de campo más cercano al que será clínicamente utilizado.

4.3.3. Calibración en otras calidades

Sólo los laboratorios de calibración que posean un acelerador pueden realizar

calibraciones en haces de fotones y electrones de altas energías. El usuario obtendrá, o bien una serie de factores de calibración ND,w,Q en varias calidades del haz, o un factor de calibración ND,w,Qo, con los valores medidos de kQ,Qo. Los detalles sobre los procedimientos de calibración en los LPCDs están más allá del alcance de este documento.

Debe indicarse que aún no existen patrones disponibles para la medición de dosis absorbida en agua en haces de protones y de iones pesados. Sin embargo, en la instalación del usuario puede ser obtenido un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua cuando el laboratorio de calibración está preparado para realizar mediciones de calibración (por ejemplo, con un calorímetro de agua) en el centro de terapia. 4.4. DOSIMETRIA DE REFERENCIA EN EL HAZ DEL USUARIO 4.4.1. Determinación de la dosis absorbida en agua

Se asume que el usuario tiene una cámara de ionización o un dosímetro con un factor de calibración ND,w,Qo en términos de dosis absorbida en agua en la calidad de referencia Qo. Siguiendo el formalismo dado en la Sección 3, la cámara es posicionada de acuerdo con las condiciones de referencia y la dosis absorbida en agua está dada por:

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00 ,,,, QQQwDQQw kNMD ⋅⋅= (10)

donde MQ es la lectura del dosímetro, incluyendo el producto Πki de factores de corrección para las magnitudes de influencia, y kQ,Qo es el factor para la corrección de la diferencia entre la calidad del haz de referencia Qo y la calidad real que está siendo utilizada Q. Esta ecuación es válida para todos los campos de radiaciones para los que se aplica el presente Código de Práctica.

Los detalles sobre las condiciones de referencia a utilizar para las calibraciones de haces de radioterapia y los valores del factor kQ,Qo serán dados en las secciones específicas que tienen que ver con los diferentes tipos de radiación. Las recomendaciones sobre la dosimetría relativa, es decir, la determinación de las distribuciones de la dosis absorbida, serán también brindadas en las secciones respectivas. A pesar que el factor de corrección kQ,Qo no difiere en género de todos los demás factores de corrección para las magnitudes influyentes, el mismo es tratado de manera independiente debido a su papel dominante. 4.4.2. Consideraciones prácticas para las mediciones en el haz del usuario

En la Sección 4.2.4. se indican las precauciones a tener en cuenta en relación con la camisa impermeable para la cámara durante las mediciones en un maniquí de agua. Antes de comenzar las mediciones debe verificarse la estabilidad del sistema dosimétrico, empleando una fuente de control. Deberá esperarse el tiempo suficiente para que el dosímetro alcance el equilibrio térmico. Algunos electrómetros alimentados de la red eléctrica deberán ser encendidos preferiblemente al menos 2h antes del uso, para facilitar su estabilización. Siempre es aconsejable pre-irradiar la cámara de ionización con 2 – 5 Gy para alcanzar el equilibrio de cargas en los diferentes materiales. Es especialmente importante operar el sistema de medición en condiciones estables siempre que la polaridad y la tensión de polarización sean modificados, lo cual, dependiendo de la cámara y algunas veces de la polaridad, puede requerir algunos (hasta 20) minutos. De hecho, el no proceder de esta forma puede conducir a errores mayores que el efecto para el cual se aplican las correcciones.

La corriente de fuga es aquella generada por todo el sistema de medición en ausencia de radiación. Las fugas pueden ser también inducidas por la radiación y las cámaras pueden no mostrar fugas antes de la irradiación, pero presentar fugas significativas después de ésta. La corriente de fuga debe ser medida siempre antes y después de la irradiación, y deberá ser pequeña en comparación con la corriente obtenida durante la irradiación (aproximadamente menor que 0.1% de la corriente medida y normalmente del mismo signo). En algunos casos, por ejemplo en cámaras de volumen pequeño utilizadas a bajas tasas de dosis, la contribución relativa de la corriente de fuga

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puede ser mayor. Si este fuera el caso, entonces la corriente de medición deberá ser corregida en relación con las fugas; prestando atención al signo de dicha corriente de fuga. No deberán utilizarse cámaras con elevados valores de corriente de fuga (aproximadamente superiores al 1% de la corriente de medición) o con corrientes de fuga variables en el tiempo.

Cuando se llevan a cabo mediciones relativas en haces de aceleradores y de equipos de rayos X de kilovoltaje, es muy recomendable que sea utilizado un sistema dosimétrico adicional como monitor durante el procedimiento experimental para tomar en cuenta las fluctuaciones en el rendimiento. Esto es especialmente importante cuando son utilizados los cocientes de las lecturas de los dosímetros (calibraciones cruzadas, mediciones con polarizaciones diferentes o variando voltajes, etc.). El monitor externo deberá ser posicionado preferiblemente dentro del maniquí, a lo largo del eje principal del plano transversal, a la misma profundidad de la cámara y a una distancia de aproximadamente 3 ó 4 cm del eje central del haz. Si el monitor es posicionado en aire deberán tomarse en cuenta las posibles fluctuaciones de temperatura. 4.4.3. Corrección por magnitudes de influencia

El factor de calibración de una cámara de ionización es válido sólo para las condiciones de referencia que se cumplen durante la calibración. Cualquier desviación de las condiciones de referencia, cuando la cámara de ionización es utilizada en el haz del usuario, debe ser corregida empleando factores adecuados. En lo adelante sólo serán analizados factores de corrección generales, ki, dejándose los detalles específicos a cada tipo de haz de radiación para las secciones pertinentes. 4.4.3.1. Presión, temperatura y humedad

Como todas las cámaras recomendadas en este informe son abiertas al aire del ambiente, la masa de aire en el volumen de la cavidad está sujeta a variaciones atmosféricas. El factor de corrección

( )( ) P

PTT

kTP0

02.2732.273

⋅++

= (11)

deberá ser aplicado para convertir la masa de aire de la cavidad a las condiciones de referencia. P y T son la presión del aire de la cavidad y su temperatura respectivamente durante la medición, y P0 y T0 son los valores de referencia (generalmente 101.3 kPa y 20o C)15. La temperatura del aire en la cavidad de la cámara debe ser tomada como la que existe en el maniquí, la cual ha de ser medida; ésta no será necesariamente igual a la

15 En algunos países la temperatura de referencia es 22oC.

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temperatura del aire circundante16. Para las mediciones en un maniquí de agua, la camisa impermeable de la cámara debe ser ventilada a la atmósfera con vistas a obtener un equilibrio rápido entre el aire ambiente y el aire en la cavidad de la cámara.

No se necesitarán correcciones para la humedad si el factor de calibración ha sido referido a una humedad relativa del 50% y es utilizado en una humedad relativa entre el 20% y el 80%. Si el factor de calibración está referido al aire seco, entonces deberá aplicarse un factor de corrección [68]; para las calibraciones en haces de 60Co el factor de corrección recomendado es kh = 0.997. 4.4.3.2. Calibración del electrómetro

Cuando la cámara de ionización y el electrómetro son calibrados de forma separada, el laboratorio de calibración suministra un factor de calibración para cada uno. En este Código de Práctica, el factor de calibración del electrómetro k elec es tratado como una magnitud de influencia y es incluido en el producto Πki de factores de corrección. Típicamente, el factor de calibración ND,w para la cámara de ionización será dado en unidades de Gy/nC y aquel para el electrómetro k elec ya bien en nC/div o, si la lectura del electrómetro es en términos de carga, como un factor adimensional cercano a la unidad (en la práctica es una calibración en las unidades nC/nC).

Si la cámara de ionización y el electrómetro son calibrados de manera conjunta, entonces el factor de calibración combinado ND,w será típicamente dado en unidades de Gy/div o Gy/nC (dependiendo de la lectura del electrómetro) y no se requerirá un factor de calibración k elec separado para el electrómetro. En este caso, en la hoja de trabajo deberá ser registrado un valor de k elec igual a uno (adimensional). 4.4.3.3. Efecto de polaridad

El efecto en la lectura de la cámara, dado por la utilización de tensiones de polarización de polaridades diferentes deberá ser comprobado siempre durante la aceptación. Para la mayoría de los tipos de cámaras el efecto será despreciable en haces de fotones, con la notable excepción de las cámaras de ionización de ventanas muy finas empleadas en haces de rayos X de baja energía. En haces de partículas cargadas, especialmente electrones17, el efecto puede ser significativo.

16 La temperatura de equilibrio en un maniquí de agua que ha sido llenado algunas horas

antes será usualmente alrededor de un grado inferior a la temperatura ambiente debido a la evaporación desde la superficie del agua.

17 Para cámaras plano- paralelas el efecto de polaridad es generalmente más pronunciado en haces de electrones de baja energía [21]. Sin embargo, para ciertos tipos de cámaras ha sido publicado que el efecto de polaridad aumenta con la energía [69]. Por esta razón, el efecto de polaridad debe ser siempre investigado para todas las energías de los electrones.

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Cuando una cámara es utilizada en un haz que produce un efecto de polarización cuantificable, la lectura real es tomada como el valor medio de los valores absolutos de las lecturas tomadas con ambas polaridades. Para el uso rutinario de una determinada cámara de ionización normalmente es adoptada una tensión de polarización única y una polaridad determinada. Sin embargo, el efecto en la lectura de la cámara debido a la utilización de tensiones de polarización de polaridad opuesta, para cada calidad Q del haz del usuario, puede ser considerado mediante el uso del factor de corrección

M

MMk pol ⋅

+= −+

2 (12)

donde M+ y M- son las lecturas del electrómetro, obtenidas con polaridad positiva y negativa respectivamente, y M es la lectura del electrómetro obtenida con la polaridad utilizada de forma rutinaria (positiva o negativa). Las lecturas M+ y M- deben ser realizadas con cuidado, asegurando que la lectura de la cámara sea estable tras cualquier cambio de polaridad (algunas cámaras pueden tardar hasta 20 minutos para estabilizarse). Para minimizar la influencia de las fluctuaciones en el rendimiento de los generadores de radiación (aceleradores clínicos, unidades de rayos X de terapia) es preferible que todas las lecturas sean normalizadas en relación con la de un monitor externo. Idealmente ese monitor externo debe ser posicionado aproximadamente a la profundidad de la medición; pero a una distancia de 3 – 4 cm del centro de la cámara, a lo largo del eje principal en el plano transversal del haz.

Cuando la cámara es enviada para la calibración normalmente se toma la decisión, ya bien por el usuario o por el laboratorio de calibración, sobre la tensión de polarización y la polaridad a adoptar para el uso rutinario de la cámara. La calibración deberá ser realizada con esta tensión de polarización (y polaridad, si sólo se utiliza una polaridad para la calibración), o si no, estos datos deberán quedar claramente registrados. El laboratorio de calibración puede o no realizar las correcciones al efecto de polaridad para la calidad de calibración Q0. Esto deberá quedar registrado en el certificado de calibración.

Cuando el laboratorio de calibración ha realizado la corrección al efecto de polaridad, entonces el usuario tiene que aplicar el factor de corrección kpol , obtenido con la ecuación (12), a todas las mediciones realizadas utilizando la polaridad de rutina. Cuando el laboratorio de calibración no realiza la corrección al efecto de polaridad, el tratamiento siguiente al efecto de polaridad dependerá de las instalaciones disponibles para el usuario y de las calidades del haz a medir:

(a) si la calidad del haz del usuario es igual a la calidad de calibración y la cámara es utilizada con la misma tensión de polarización y polaridad, entonces kpol será igual en ambos casos y el usuario no necesita aplicar una corrección para ese haz en particular (o un factor kpol igual a 1 se registra en la hoja de trabajo). Si no es posible utilizar la misma tensión de polarización, entonces el efecto de

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polaridad no será exactamente el mismo en ambos casos. La diferencia deberá ser pequeña y debe ser estimada e incluida como una incertidumbre.

(b) Si la calidad del haz de usuario no es igual a la calidad de calibración; pero es posible reproducir la calidad de calibración, entonces la corrección de polaridad [kpol]Qo que no fue aplicada durante la calibración deberá ser estimada mediante la ecuación (12), utilizando la misma tensión de polarización y la polaridad empleados en el laboratorio de calibración. El efecto de polaridad en la calidad del haz del usuario, kpol, debe ser determinado además con la ecuación (12) utilizando la tensión de polarización y la polaridad adoptadas para el uso de rutina. La corrección modificada a la polaridad es evaluada entonces como sigue:

Esta será utilizada para corregir, por polaridad, las lecturas del dosímetro para cada

calidad Q del haz. Observe que si la calidad del haz del usuario no es igual a la calidad de calibración y

si no es posible reproducir la calidad de calibración para estimar la corrección [kpol]Qo, entonces ésta debe ser estimada a partir del conocimiento de la respuesta de la cámara para diferentes polaridades y calidades del haz. Si lo anterior no es posible con una incertidumbre estándar relativa (vea el Anexo IV.3) inferior a 0.5%, entonces ya bien la cámara no debe ser utilizada o deberá ser enviada a un laboratorio de calibración que pueda realizar la corrección de polaridad requerida. 4.4.3.4. Recombinación de iones

La colección incompleta de cargas en la cavidad de una cámara de ionización, debido a la recombinación de iones, demanda el uso de un factor de corrección k s. Tienen lugar dos efectos independientes: (i) la recombinación de iones formados por partículas ionizantes diferentes, o sea, en diferentes huellas de partículas, que es denominada ionización general (o volumétrica) y que depende de la densidad de las partículas ionizantes y por consiguiente de la tasa de dosis; y (ii) la recombinación de iones formados por una sola partícula ionizante, referida como recombinación inicial, la cual es independiente de la tasa de dosis. Ambos efectos dependen de la geometría de la cámara y de la tensión de polarización aplicada. Para haces distintos a los de iones pesados, la recombinación inicial es generalmente inferior a 0.2%.

En el caso de radiación pulsada y especialmente en haces barridos, la tasa de dosis durante un pulso es relativamente elevada y la recombinación general es a menudo significativa. Es posible deducir un factor de corrección, utilizando la teoría de Boag [70]; pero éste no tiene en cuenta las variaciones cámara a cámara dentro de un tipo de

[ ]0Qpol

polpol k

kk = (13)

58

cámara dado. Además, un ligero desplazamiento del electrodo central en las cámaras cilíndricas18 pudiera invalidar la aplicación de la teoría de Boag.

Para haces pulsados se recomienda, en este Código de Práctica, que el factor de corrección ks sea deducido empleando el método de los dos voltajes [72], según fue recomendado en la referencia [17]. Este método supone una dependencia lineal de 1/M con 1/V y utiliza los valores medidos de las cargas colectadas M1 y M2 con las tensiones V1 y V2 respectivamente. En ambas mediciones se emplean las mismas condiciones de irradiación. V1 es la tensión normal de polarización de trabajo19 y V2 es una tensión inferior. De forma ideal, la razón V1/V2 debe ser igual o mayor que 3. De manera estricta, el efecto de polarización cambiará con la tensión por lo que tanto M1 como M2 deberán ser corregidas para este efecto empleando la ecuación (12). El factor de corrección por recombinación k s, a la tensión de polarización normal de trabajo V1 es obtenido a partir de

2

2

12

2

110

+

⋅+=

MM

aMM

aak s (14)

donde las constantes ai son dadas en la Tabla 9 [73] para la radiación pulsada y para la radiación pulsada y barrida. Para minimizar la influencia de las fluctuaciones en el rendimiento de los aceleradores clínicos, todas las lecturas deberán estar preferiblemente normalizadas a las de un monitor externo. El monitor externo deberá posicionarse preferiblemente dentro del maniquí, aproximadamente a la profundidad de la medición; pero a una distancia de 3 – 4cm del centro de la cámara, a lo largo del eje principal en el plano transversal del haz.

Para k s < 1.03, la corrección puede ser aproximada dentro del 0.1% utilizando la relación

1/1/

121

21

−−

≈−VVMM

k s (15)

Esto es, la corrección porcentual es el cambio porcentual de las lecturas dividido por

un número que es una unidad inferior a la relación de voltajes [49]. Tiene la ventaja de funcionar para valores no prefijados (tabulados) de V1/V2 y sirve además como comprobación a la evaluación hecha con la ecuación (14). Observe que el factor de corrección k s, evaluado mediante el método de las dos tensiones en haces pulsados, corrige tanto la recombinación general como la inicial [74].

18 Esto pudiera ser observado con una radiografía de la cámara. La radiografía debe ser hecha

durante las pruebas de aceptación y cuando se realicen controles de calidad al equipamiento dosimétrico.

19 Debe observarse que el voltaje de polarización máximo está limitado por el diseño de la cámara y deben seguirse las recomendaciones del fabricante en este sentido.

59

TABLA 9. COEFICIENTES DE AJUSTE CUADRATICO PARA EL CALCULO DE k s MEDIANTE LA TECNICA DE LOS DOS VOLTAJES, EN HACES PULSADOS Y PULSADOS BARRIDOS, COMO FUNCION DEL COCIENTE DE VOLTAJES V1/V2 [73].

Pulsados Pulsados y barridos V1/V2 a0 a1 a2 a0 a1 a2

2.0 2.337 -3.636 2.299 4.711 -8.242 4.533 2.5 1.474 -1.587 1.114 2.719 -3.977 2.261 3.0 1.198 -0.875 0.677 2.001 -2.402 1.404 3.5 1.080 -0.542 0.463 1.665 -1.647 0.984 4.0 1.022 -0.363 0.341 1.468 -1.200 0.734 5.0 0.975 -0.188 0.214 1.279 -0.750 0.474

Debe alertarse en relación con el empleo del método de los dos voltajes en el caso

de cámaras plano – paralelas en haces pulsados. Ha sido demostrado [72-76] que para algunas cámaras plano – paralelas la esperada dependencia lineal de 1/M con 1/V no se cumple en el intervalo de tensión utilizado en el método de los dos voltajes (vea la referencia [21]). Este efecto puede ser compensado utilizando las mismas tensiones de polarización, en la determinación de la dosis en el haz del usuario y en la calibración de la cámara en el laboratorio de calibración, o por el usuario en el caso de la calibración cruzada. De forma alternativa, el rango de linealidad de una cámara puede ser establecido en un haz pulsado mediante la medición de la respuesta de la cámara en todo un rango de tensiones de polarización, hasta el valor máximo recomendado por el fabricante. Esto constituye una comprobación útil del desempeño de la cámara, la cual deberá ser realizada siempre durante las pruebas de aceptación de una nueva cámara. En lo adelante, si es posible, la cámara debería ser utilizada sólo para tensiones dentro del rango lineal, en cuyo caso es válido el empleo del método de los dos voltajes.

En haces de radiación continua, como la radiación gamma de 60Co, el método de los dos voltajes puede ser utilizado también, deduciéndose un factor de corrección mediante la relación20

( )( ) ( )21

221

221

//

1/

MMVV

VVks−

−= (16)

20 Esta relación está basada en una dependencia lineal de 1/M con 1/V 2 que describe el efecto

de la recombinación general en haces continuos. La presencia de la recombinación inicial distorsiona esta linealidad y debe utilizarse, en consecuencia, una versión modificada de la ecuación (16); pero dicho efecto normalmente es pequeño y puede ser despreciado.

60

No se recomienda medir el efecto de la recombinación de iones en una cámara de ionización plano – paralela mediante el cambio de la tensión de polarización. La recombinación es normalmente despreciable y la variación de la tensión de polarización usualmente deforma la ventana, produciendo un cambio en la respuesta que excede cualquier efecto de recombinación.

Observe que para el propósito de realizar las correcciones por recombinación, los haces de protones de sincrotrones con pulsos de larga duración y baja frecuencia de repetición pueden ser considerados como continuos.

Para mediciones relativas, por ejemplo la determinación de las distribuciones de dosis en profundidad y las medidas de rendimiento, la corrección por recombinación debe ser determinada en un subconjunto suficiente de condiciones para que las correcciones pertinentes puedan ser derivadas. En haces pulsados, donde la recombinación general es predominante, la corrección por recombinación para una cámara dada aumentará aproximadamente de forma lineal con la tasa de dosis. En haces continuos la corrección por recombinación es pequeña y aproximadamente constante.

La recombinación en haces de partículas cargadas pesadas es más compleja y es tratada de forma separada en la Sección 11. En haces barridos y en otros haces especiales de intensidad muy alta, los efectos de la distribución espacial de cargas no pueden ser despreciados, por lo que la eficiencia de colección de cargas debe ser evaluada mediante la calibración contra un sistema cuya respuesta no dependa de la tasa de dosis, como un calorímetro.

Debe observarse que las condiciones de referencia para la calibración de cámaras de ionización en laboratorios de calibración (ver las Tablas 7 y 8) recomiendan que se indique, en los certificados de calibración, si ha sido aplicada o no alguna corrección por recombinación. La discusión anterior y la hoja de trabajo en cada sección de este Código de Práctica están basadas en la suposición que el laboratorio de calibración ha aplicado una corrección por recombinación, y por consiguiente, el procedimiento dado para la determinación de k s se refiere sólo a la recombinación en el haz del usuario. Si el laboratorio de calibración no ha aplicado una corrección por recombinación, el factor de corrección, determinado para la calidad del haz del usuario Q, debe ser dividido por el factor correspondiente a la calidad de calibración Q0, esto es

0,

,

Qs

Qss k

kk = (17)

Cuando Q0 es un haz continuo, ks,Qo será normalmente aproximadamente igual a la unidad, por lo que el efecto de no aplicar k s,Qo, tanto en la calibración como empleando la ecuación (17), será insignificante en la mayoría de los casos. Sin embargo, cuando Q0 es un haz pulsado, la no aplicación del factor de corrección ks,Qo por parte del laboratorio de calibración, en el momento de realizar la calibración, constituye una fuente potencial de error, especialmente en el caso donde la dosis por pulso en el haz del usuario sea muy diferente de aquella utilizada durante la calibración. Si este fuera el caso, el usuario

61

deberá determinar k s,Qo en la clínica, para una dosis por pulso similar a aquella utilizada durante la calibración (puede que ésta no se corresponda con la dosis por pulso normalmente utilizada en la clínica). La determinación no necesita ser realizada a la calidad Q0, lo importante es la coincidencia con la dosis de calibración por pulso. Para eliminar la recurrencia de este problema, el usuario debe solicitar que sea aplicada la corrección por recombinación, o al menos medida, durante la próxima calibración en un laboratorio de calibración, especialmente para la calibración en haces pulsados.

62

5. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE RADIACION GAMMA DE 60Co

5.1. GENERALIDADES

Esta Sección proporciona un Código de Práctica para dosimetría de referencia (calibración de haces) en haces de radiación gamma de 60Co de los usuarios y recomendaciones para dosimetría relativa. Esta está basada en un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w,Qo para un dosímetro en un haz de referencia de calidad Qo, donde Qo es 60Co. En este caso Dw,Q se denota por Dw, kQ,Qo se denota por kQ cuyo valor es la unidad, y ND,w,Qo se denota por ND,w. 5.2. EQUIPAMIENTO DOSIMETRICO 5.2.1. Cámar as de ionización

Las recomendaciones respecto a las cámaras de ionización que se muestran en la Sección 4.2.1 deben ser seguidas. Ambas cámaras, la cilíndrica y la plano - paralela 21, son recomendadas como instrumentos de referencia para la calibración de haces de radiación gamma de 60Co. El punto de referencia de una cámara cilíndrica para propósitos de calibración en el laboratorio y para mediciones en condiciones de referencia en el haz de radiación del usuario se toma en el eje de la cámara, en el centro del volumen de la cavidad. Para las cámaras plano - paralelas, este se toma en la superficie interna de la ventana de entrada, en el centro de dicha ventana. Este punto debe ubicarse en la profundidad de referencia en un maniquí de agua. Si se usa un instrumento de campo, este debe ser calibrado de forma cruzada respecto a una cámara de referencia (ver la Sección 5.5). 5.2.2. Maniquíes y camisas de las cámaras

Las recomendaciones respecto a los maniquíes y las camisas de las cámaras dadas en las Secciones 4.2.3 y 4.2.4 deben ser seguidas. El agua se recomienda como medio de

21 Las cámaras plano - paralelas pueden ser usadas para mediciones en condiciones de

referencia en el haz de radiación gamma de 60Co del usuario cuando son calibradas en la misma calidad.

63

referencia para mediciones de dosis absorbida en haces de 60Co.22 Las dimensiones del maniquí deben sobrepasar, al menos en 5 cm, las dimensiones del campo por sus cuatro lados a la profundidad de medición y además debe ser superior al menos en 5 g/cm2 respecto a la profundidad máxima de medición.

En haces horizontales, la ventana del maniquí debe ser de plástico, de un espesor twin entre 0.2 y 0.5 cm. El espesor “equivalente a agua” (en g/cm2 ) de la ventana del maniquí debe ser considerado cuando se evalúa la profundidad a la cual se colocará la cámara; el espesor se calculará como el producto twinρpl, donde ρpl es la densidad másica del plástico (en g/cm3). Para los plásticos usados comúnmente, PMMA y poliestireno claro, pueden ser usados los valores nominales ρPMMA =1.19 g/cm3 y ρpoliestireno =1.06 g/cm3 [64] para el cálculo del espesor “equivalente a agua” de la ventana.

Para cámaras no sumergibles en agua, debe ser usada una camisa impermeable, hecha de PMMA y preferiblemente de espesor no mayor de 1.0 mm. La separación entre la pared de la cámara y la camisa debe ser suficiente (0.1 – 0.3 mm) para permitir el equilibrio de la presión en la cámara. La misma camisa que sea usada para la calibración de las cámaras de ionización del usuario debe ser usada para la dosimetría de referencia. En caso que no sea posible usar la misma camisa de la cámara utilizada durante la calibración en el laboratorio, entonces debe ser usada otra del mismo material y de espesor similar. Las cámaras plano - paralelas, si no son sumergibles en agua o no están cubiertas con una cubierta impermeable, deben ser usadas en una protección impermeable, preferiblemente de PMMA o de un material casi igual al de las paredes de la cámara; idealmente no debe haber más de 1 mm de material adicionado por delante y por detrás del volumen de la cavidad.

5.3. IDENTIFICACION DE LA CALIDAD DEL HAZ

El espectro de radiación gamma proveniente de fuentes de 60Co usadas en los hospitales o en los LSCDs tiene un componente importante de fotones dispersados de bajas energías, originados dentro de la misma fuente, o en el cabezal de tratamiento, pero se espera que las mediciones de la cámara de ionización no se vean influenciadas por las diferencias del espectro de 60 Co en más que algunas décimas de porciento [29]. Es por ello que la radiación gamma de 60 Co para dosimetría en radioterapia no requiere de otro identificador de la calidad del haz que el propio radionúclido.

22 Los maniquíes plásticos no deben ser usados para la dosimetría de referencia. Sin embargo,

pueden ser utilizados para mediciones de rutina de control de la calidad siempre que haya sido establecido un factor de transferencia entre el plástico y el agua.

64

5.4. DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA 5.4.1. Condiciones de referencia

Las condiciones de referencia para la determinación de la dosis absorbida en

agua en un haz de radiación gamma de 60Co se muestran en la Tabla 10.

TABLA 10. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN HACES DE RADIACION GAMMA DE 60Co. Magnitud de influencia Valor o características de referencia


Tipo de cámara Cilíndrica o plano - paralela

Profundidad de medición, zref 5 g/cm2 (ó 10 g/cm2 )a

Punto de referencia de la cámara

Para cámaras cilíndricas, en el eje central, en el centro del volumen de la cavidad. Para cámaras plano - paralelas, en la superficie interna de la ventana, en el centro de la misma.

Posición del punto de referencia de la cámara

Para cámaras cilíndricas y plano - paralelas, en la profundidad de medición zref

SSD o SCD 80 cm ó 100 cm b

Tamaño de campo 10 cm x 10 cm c

a En un reporte SERTO-OIEA en cálculos de unidades de monitor [77], se recomienda el uso de una profundidad de referencia zref=10 g/cm2 para todas las energías de fotones. La constancia de ND,w con la profundidad, reportada por el BIPM [30] valida esta opción. Sin embargo, algunos usuarios pueden preferir el uso de la misma profundidad de referencia que la usada para la calibración de las cámaras de ionización en haces de 60Co, o sea, zref=5 g/cm2 . Por tanto, ambas opciones son permitidas en este Código de Práctica.

b La SSD o SCD (para geometría SAD) de referencia debe ser la usada para los tratamientos clínicos.

c El tamaño del campo se define en la superficie del maniquí para geometría de tipo SSD, mientras que para una geometría de tipo SAD este se define en el plano del detector, colocado a la profundidad de referencia en el maniquí de agua en el isocentro del equipo.

65

(19)

5.4.2. Determinación de la dosis absorbida en condiciones de referencia

El formalismo general se muestra en la Sección 3. La dosis absorbida en agua en la profundidad de referencia zref de agua, en el haz de 60 Co del usuario y en ausencia de la cámara está dada por:

Dw = MND,w (18) donde M es la lectura del dosímetro con el punto de referencia del dosímetro colocado en zref , de acuerdo con las condiciones de referencia dadas en la Tabla 10 y corregidas por las magnitudes de influencia de temperatura y presión, la calibración del electrómetro, el efecto de polaridad y de recombinación de iones como se describe en el formulario (ver además la Sección 4.4.3). Para unidades de 60Co, el error del temporizador puede influir significativamente en la lectura de M. Un método para el cálculo del error del temporizador se muestra en el formulario. ND,w es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para el dosímetro en la calidad de referencia, 60 Co.

5.4.3. Dosis absorbida en zmax

La Sección 5.4.2 proporciona una metodología para la determinación de dosis

absorbida en zref. Sin embargo, los cálculos de dosimetría clínica son frecuentemente referidos a la profundidad de máximo de dosis, zmax. Para determinar la dosis absorbida en zmax el usuario debe, para el haz dado, usar el dato de porcientos de dosis en profundidad (PDD) sobre el eje central para geometrías SSD y las razones tejido-máximo (TMR) para geometrías SAD. 5.5. CALIBRACION CRUZADA DE CAMARAS DE IONIZACION DE CAMPO

Como se puede notar en la Sección 5.2.1, una cámara de campo (cilíndrica o plano - paralela) puede ser calibrada en un haz de 60 Co en las condiciones del usuario, de forma cruzada respecto a una cámara de referencia calibrada. Las cámaras son comparadas colocando alternativamente cada una en el maniquí de agua con su punto de referencia en zref en concordancia con las condiciones de referencia dadas en la Tabla 10. Una configuración alternativa puede ser la intercomparación simultánea de las cáma ras. El factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para una cámara de ionización de campo está dado por

refwD

field

reffieldwD N

MM

N ,, =

66

donde Mref y M field son las lecturas del equipo por unidad de tiempo para las cámaras de referencia y la de campo respectivamente, corregidas por las magnitudes de influencia como se describe en la Sección 4.4.3 y ND,w

ref es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para la cámara de referencia. La cámara de campo con el factor de calibración ND,w

field puede ser usada en lo sucesivo para la determinación de dosis absorbida en agua en el haz de 60Co del usuario, empleando el procedimiento de la Sección 5.4.2, donde ND,w es sustituido por ND,w

field. 5.6. MEDICIONES EN CONDICIONES DE NO-REFERENCIA

La dosimetría clínica requiere de mediciones de la distribución sobre el eje central del Porciento de Dosis en Profundidad (PDD), de la Razón Tejido-Maniquí (TPR) o de la Razón Tejido-Máximo (TMR), de la distribución de isodosis, de los perfiles transversales del haz y de factores de campo en función del tamaño y la forma del campo para condiciones de referencia y de no-referencia. Tales mediciones deben ser hechas para todas las combinaciones posibles de tamaño de campo y SSD o SAD usadas en el tratamiento de radioterapia. 5.6.1. Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central

Todas las mediciones deben seguir las recomendaciones dadas en la Sección 4.2 con respecto a la elección de los maniquíes y dosímetros, aunque también pueden ser usados otros tipos de detectores. Para mediciones de curvas de ionización en profundidad, se recomiendan las cámaras plano - paralelas. Si en su lugar se usa una cámara cilíndrica, entonces debe tenerse en cuenta el punto efectivo de medición de la cámara. Esto requiere que la distribución completa de la ionización en profundidad se corra hacia la superficie en una distancia igual a 0.6rcyl [17, 21], donde rcyl es el radio de la cavidad de la cámara de ionización cilíndrica. Para realizar mediciones precisas en la región de equilibrio, deben usarse cámaras de extrapolación o cámaras plano – paralelas con buen anillo de guarda. Se debe tener cuidado con el uso de ciertos detectores sólidos (algunos tipos de detectores de diodos y diamante) para la medición de distribución de dosis en profundidad (ver, por ejemplo, Ref. [21]); sólo se debe elegir para estas mediciones un detector de estado sólido cuya respuesta haya sido verificada regularmente con respecto al detector de referencia (cámara de ionización).

Puesto que las razones de poderes de frenado y de efectos de perturbación pueden ser asumidas, con precisión razonable, como independientes de la profundidad y del tamaño del campo [78], las distribuciones relativas de ionización

67

pueden ser usadas como distribuciones relativas de dosis absorbidas, al menos para profundidades en la zona y más allá del máximo de dosis. 5.6.2. Factores de campo

El factor de campo puede ser determinado como el cociente de las lecturas

corregidas del dosímetro medidas en condiciones de no-referencia y las medidas en condiciones de referencia. Estas mediciones son hechas generalmente a la profundidad del máximo de dosis o a la profundidad de referencia [77] y corregidas a la profundidad del máximo de dosis usando los datos de porcientos de dosis en profundidad (o de TMR). Cuando son medidos los factores de campo tanto en haces abiertos como en haces con filtros en cuña, se debe prestar especial atención a la uniformidad de la fluencia de la radiación sobre la cavidad de la cámara. Esto es especialmente importante para tamaños de campo menores de 5 cm x 5 cm.

En haces con filtros en cuña, la intensidad de la radiación varía marcadamente en la dirección de la cuña. Para medidas de rendimiento en tales campos, la dimensión del detector en la dirección de la cuña debe ser lo más pequeña posible. Se recomiendan cámaras de dedal pequeñas, alineadas con su eje orientado perpendicular a la dirección de la cuña. La coincidencia de los ejes centrales del haz, el colimador y la cuña debe ser asegurada previo a realizar las medidas del rendimiento. 5.7. INCERTIDUMBRE ESTIMADA EN LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN CONDICIONES DE REFERENCIA.

Cuando es usado un dosímetro de referencia para la determinación de dosis absorbida en agua en el haz del usuario, las incertidumbres en las diferentes magnitudes físicas o procedimientos que contribuyen a la determinación de la dosis pueden ser dividida en dos pasos. El Paso 1 considera las incertidumbres en la calibración del dosímetro de referencia del usuario en términos de ND,w en el laboratorio de calibración. El Paso 2 tiene que ver con la calibración del haz del usuario e incluye las incertidumbres asociadas con la medición en el punto de referencia en el maniquí de agua. Combinando las incertidumbres cuadráticamente en los diferentes pasos obtenemos la incertidumbre combinada para la determinación de la dosis absorbida en agua en el punto de referencia.

68

TABLA 11. INCERTIDUMBREa ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA DE Dw A LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA PARA UN HAZ DE 60 Co.

Magnitud física o procedimiento Incertidumbre estándar relativa (%)

Paso 1: Laboratorios de calibración b

Factor de calibración ND,w del patrón secundario en el LPCD.

0.5

Estabilidad a largo plazo del patrón secundario. 0.1

Factor de calibración ND,w del dosímetro del usuario en el laboratorio secundario.

0.4

Incertidumbre combinada del paso 1 0.6 Paso 2: Haz de 60Co del usuario

Estabilidad a largo plazo del dosímetro del usuario.

0.3

Establecimiento de las condiciones de refe rencia. 0.5

Lectura MQ del dosímetro relativa al temporizador o monitor del haz.

0.1

Corrección por magnitudes de influencia k i. 0.3

Incertidumbre combinada del paso 2 0.6 Incertidumbre combinada de Dw (pasos 1 + 2) 0.9 a Ver la Guía ISO para la expresión de incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los

estimados mostrados en la Tabla deben ser considerados como valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre en los factores de calibración aportada por el laboratorio y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario.

b Si la calibración del dosímetro del usuario es realizada en un LPCD, entonces la incertidumbre estándar combinada en el paso 1 es menor. La incertidumbre estándar combinada de Dw debe ser ajustada en consecuencia.

Un estimado de las incertidumbres en la calibración de un haz de 60 Co se muestra en la Tabla 11. Cuando la calibración del dosímetro de referencia es

69

llevada a cabo en un LSCD, la incertidumbre estándar combinada de Dw es estimada típicamente alrededor de 0.9%. Este estimado puede variar dependiendo de la incertidumbre aportada por el laboratorio de calibración. Si es usado un instrumento de campo, la incertidumbre en la determinación de la dosis aumenta (aproximadamente en un 0.2%) ya que es necesario un paso adicional por la calibración cruzada del dosímetro de campo con respecto al dosímetro de referencia calibrado.

70

5.8. FORMULARIO

Determinación de la dosis absorbida en agua en un haz de radiación γ de 60 Co. Usuario: _________________________________ Fecha: ______________

1. Unidad de tratamiento con radiaciones y condiciones de referencia para la determinación de Dw

Unidad de terapia con 60Co: ________________________________________________

Maniquí de referencia: agua Geometría: ÿ SSD ÿ SAD

Tamaño de campo de referencia: 10 x 10 cm x cm Distancia de referencia: _____ cm

Profundidad de referencia z ref: _______ g/cm2

2. Cámara de ionización y electrómetro

Modelo de la CI: _______________ No. Serie: __________ Tipo: ÿ cil ÿpp

Pared/ventana de la cámara: material: __________ espesor: _________ g/cm 2

Camisa de la cámara/cubierta impermeable: material:_______ espesor: ______ g/cm2

Ventana del maniquí: material: _____________ espesor: ___________ g/cm2

Factor de calibración en dosis absorbida en agua

ND,w= _________ ÿ Gy/nC ÿ Gy/div

Cond. de referencia para calibración P0: _____ kPa T0: ____ oC Hum. Rel.: _____%

Potencial de polarización V1: _____V

Polaridad de calibración: ÿ+ve ÿ-ve ÿcorregido por

Polaridad usuario: ÿ+ve ÿ-ve efecto de polaridad

Laboratorio de calibración: _____________________________ Fecha: _____________

Electrómetro Modelo: __________________________ No. Serie: ___________

Calibrado por separado de la cámara: ÿ sí ÿ no Rango: __________________

Si es afirmativo, laboratorio de calibración: _________________ Fecha: _________

3. Lectura del dosímetro a y corrección por magnitudes de influencia

Lectura no corregida del dosímetro con V1 y polaridad del usuario: ______ ÿ nC ÿ div

Tiempo correspondiente: _______________ min

Cociente de la lectura del dosímetro y el tiempob: M l= _______ ÿ nC/min ÿ div/min

Presión P: _____kPa Temperatura T : ____ oC Hum. Relat.(si se conoce): ____%

71

(i) Factor de calibración del electrómetroc kelec: ÿ nC/div ÿ adimensional kelec=____

(ii) Corrección por polaridadd lect en + V1: M+ = _____ lect en – V l : M- = _____

(iii) Corrección por recombinación (método de dos voltajes)

Voltajes de polarización: V1 (normal) = ______ V V2 (reducido) = ______ V

Lecturas e con cada voltaje: M1 = ___________ M2 = ___________

Cociente de voltajes V1/V2 = ____ Cociente entre las lecturas: M1/M2 = ______

Lectura corregida del dosímetro en el voltaje V1:

M = M1/k TPkeleckpolks = _______________ ÿ nC/min ÿ div/min

4. Tasa de dosis absorbida en agua en la profundidad de referencia zref

Dw(zr e f) = M ND,w = _______________ Gy/min

5. Tasa de dosis absorbida en agua a la profundidad de máximo de dosis zmax

Profundidad de máximo de dosis: zmax = 0.5 g/cm2

(i) Geometría SSD

Porciento de dosis en profundidad en zr e f para un tamaño de campo de 10cmx10cm:

PDD (zr e f=______g/cm2)=______%

Calibración de la tasa de dosis absorbida en zmax :

Dw(zmax ) = 100 Dw(z ref)/PDD(z ref) = _________ Gy/min

(ii) Geometría SAD

TMR en zr e f para un tamaño de campo de 10cmx10cm:

TMR (zref= ___g/cm 2)=_____

Calibración de la tasa de dosis absorbida en zmax:

Dw(zmax ) = D w(z ref)/TMR(zr e f) = _________ Gy/min

( )( ) _______

2.2732.273 0

0=

++

=PP

TT

kTP

________2

=+

= −+

M

MMk pol

( )( ) ( )

f

212

21

221 _______

1=

−

−=

MMVV

VVk s

72

a Todas las lecturas deben ser chequeadas por fuga y ser corregidas en caso que sea necesario. b El error del temporizador debe ser tomado en cuenta. La corrección para el voltaje V1 debe ser determinada de acuerdo con:

MA es la lectura integrada en el tiempo tA MA = _______ tA = _______ min MB es la lectura integrada en n exposiciones cortas de tiempo tB /n cada una (2≤n≤5)

MB = _______ tB = _______ min n = ___ El error temporizador:

c Si el electrómetro no está calibrado independientemente, kelec=1. d M en el denominador de kpol denota la lectura con la polaridad del usuario. Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M (M+ o M-) y la lectura en un monitor externo, Mem . e Rigurosamente, las lecturas deben ser corregidas por el efecto de polaridad (promedio de ambas polaridades). Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M1 o M2 y la lectura de un monitor externo, Mem . f Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado una corrección por recombinación. De lo contrario el factor ks’ = ks/ks,Qo o debe ser usado en lugar de k ,s. Cuando Q o es 60Co, ks,Qo (en el laboratorio de calibración) será normalmente cercano a la unidad y el efecto de no usar esta ecuación será despreciable en la mayoría de los casos.

minMnM

tMtM

BA

BAAB __________=−

−=τ (el signo de τ debe ser tomado en

cuenta)

ÿ nC/min ÿ div/min τ+

=A

A

tM

M

73

6. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE FOTONES DE ALTAS ENERGIAS

6.1. GENERALIDADES

Esta Sección proporciona un Código de Práctica para dosimetría de referencia (calibración de haces) en haces clínicos de fotones de altas energías, y las recomendaciones para la dosimetría relativa. Esta está basada en un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w,Qo para un dosímetro en un haz de referencia de calidad Qo. El Código de Práctica se aplica a haces de fotones generados por electrones con energías en el rango desde 1 hasta 50 MeV.

Para haces de fotones, la calidad Qo del haz de referencia más común es la radiación gamma de 60Co. Algunos LPCDs pueden proporcionar factores de calibración ND,w,Q en otras calidades Q de haces de fotones, pero el 60 Co es la única calidad disponible en la mayor parte de los laboratorios de calibración. Es por ello que todos los datos dados en esta sección tienen a la radiación gamma de 60 Co como calidad de referencia. Los usuarios con acceso a otras calidades de calibración pueden también usar este Código de Práctica renormalizando los diferentes ND,w,Q al ND,w,Qo del 60Co. Los cocientes de los ND,w,Q y el del 60 Co proporcionan una determinación experimental de los factores kQ (ver secciones 4.1 y 6.5.2). Nótese que cuando la calidad de referencia Qo es el 60 Co, kQ,Qo es denotada como kQ y ND,w,Qo es denotada como ND,w . De ser posible, es preferible la opción de medir directamente los valores de kQ,Qo y kQ para una cámara en particular, de no serlo, entonces deben ser usados lo valores de kQ calculados que se dan en este Código de Práctica según el tipo apropiado de cámara.

6.2. EQUIPAMIENTO DOSIMETRICO

6.2.1. Cámaras de ionización

Las recomendaciones respecto a las cámaras de ionización dadas en la Sección

4.2.1 deben ser seguidas. Para la dosimetría de referencia de haces de fotones de altas energías se recomienda solamente el uso de cámaras de ionización cilíndricas. Los tipos de cámaras para los cuales se dan los datos en este Código de Práctica, se presentan en la Tabla 14 de la Sección 6.5.1. Las cámaras plano - paralelas podrán ser usadas sólo para la dosimetría relativa 23. Para haces de fotones de altas energías

23 Sólo cuando la cámara plano - paralela haya sido calibrada en la misma calidad de haz que

la del usuario, puede ser usada para mediciones en condiciones de referencia. Cuando se usan los

74

el punto de referencia de la cámara cilíndrica usada para calibración en el laboratorio y para mediciones en condiciones de referencia en el haz usuario se toma en el eje de la cámara, en el centro del volumen de la cavidad. Para cámaras plano - paralelas, este se toma en la superficie interna de la ventana de entrada, en el centro de dicha ventana. Este punto debe ser colocado a la profundidad de referencia en el maniquí de agua. Si se usa un instrumento de campo, este debe ser calibrado de forma cruzada respecto a la cámara de referencia calibrada en la calidad Q0 de referencia (ver Sección 6.6).

6.2.2. Maniquíes y camisas de las cámaras

Las recomendaciones respecto a los maniquíes y camisas de las cámaras dadas

en las Secciones 4.2.3 y 4.2.4 deben ser seguidas. Como medio de referencia para mediciones de dosis absorbida y de calidad del haz se recomienda el agua.24 Las dimensiones del maniquí deben sobrepasar, al menos en 5 cm, las dimensiones del campo por sus cuatro lados a la profundidad de medición y además debe ser superior al menos en 5 g/cm2 respecto a la profundidad máxima de medición.

En haces horizontales, la ventana del maniquí debe ser de plástico, de un espesor twin entre 0.2 y 0.5 cm. El espesor “equivalente a agua” (en g/cm2 ) de la ventana del maniquí debe ser considerado cuando se evalúa la profundidad a la cual se colocará la cámara; el espesor se calculará como el producto twinρpl, donde ρpl es la densidad másica del plástico (en g/cm3). Para los plásticos usados comúnmente, PMMA y poliestireno claro, pueden ser usados los valores nominales ρPMMA =1.19 g/cm3 y ρpoliestireno =1.06 g/cm3 [64] para el cálculo del espesor “equivalente a agua” de la ventana.

Para cámaras no sumergibles en agua, debe ser usada una camisa impermeable, hecha de PMMA y preferiblemente de espesor no mayor de 1.0 mm. La separación entre la pared de la cámara y la camisa debe ser suficiente (0.1 – 0.3 mm) para permitir el equilibrio de la presión en la cámara. La misma camisa que sea usada para la calibración de las cámaras de ionización del usuario debe ser usada para la dosimetría de referencia. En caso que no sea posible usar la misma camisa de la cámara utilizada durante la calibración en el laboratorio, entonces debe ser usada otra del mismo material y de espesor similar.

valores de kQ calculados, la falta de datos respecto al factor de corrección por la pared pwall para cámaras plano - paralelas en haces de fotones de altas energías (Ref. [21]) hace que estas cámaras sean inapropiadas.

24 Los maniquíes plásticos no deben ser usados para dosimetría de referencia. Sin embargo, pueden ser utilizados para mediciones de rutina de control de la calidad, siempre que haya sido establecido un factor de transferencia entre el plástico y el agua.

75

6.3. IDENTIFICACION DE LA CALIDAD DEL HAZ

6.3.1. Selección del indicador de calidad del haz

Para fotones de altas energías producidos por aceleradores de uso clínico la

calidad Q del haz es identificada por la razón tejido maniquí TPR20,10. Esta es la relación entre la dosis absorbida a la profundidad de 20 y 10 cm en el maniquí de agua, medidas con una SCD constante de 100 cm y un tamaño de campo de 10 cm x 10 cm en el plano de la cámara. 25

La característica más importante del indicador de calidad del haz TPR20,10 es su independencia de la contaminación electrónica en el haz incidente. El es también una medida del coeficiente de atenuación efectiva que describe el decrecimiento exponencial aproximado de una curva de dosis fotónica en profundidad más allá de la profundidad del máximo de dosis [82 – 84]. Como el TPR20,10 se obtiene como el cociente de las dosis, no requiere del uso de factor de corrección por desplazamiento en dos profundidades cuando se usan cámaras cilíndricas. Además, el TPR20,10 en la mayor parte de las geometrías clínicas no se ve afectado por los pequeños errores sistemáticos en el posicionamiento de la cámara en cada profundidad, debido a que la colocación en las dos posiciones se verá afectado de la misma manera.

En la literatura han sido propuestos otros identificadores de la calidad del haz tales como el porciento de dosis en profundidad a 10 cm y la profundidad del 80%

25 El TPR20,10 también puede ser obtenido de una sencilla relación [79]:

TPR20,10 = 1.2661 PDD20,10 – 0.0595 donde PDD20,10 es la razón de los porcientos de dosis en profundidad a la profundidad de 20 y 10 cm para un tamaño de campo de 10 cm x 10 cm definido en la superficie del maniquí con una SSD de 100 cm. Esta ecuación empírica fue obtenida de una muestra de alrededor de 700 aceleradores y ha confirmado una primera aproximación [80] usada en la Ref. [17]. De forma alternativa, el TPR20,10 puede ser estimado por un ajuste de los datos del porciento de dosis en profundidad a 10 cm, PDD(10), medido para un tamaño de campo de 10 cm x 10 cm a una SSD de 100 cm. Por los datos publicados en la Ref. [81] se obtiene:

TPR20,10 = -0.7898 + 0.0329 PDD(10) – 0.000166 PDD(10)2

Excepto para la energía más alta de 50 MeV (correspondiente al valor de PDD(10) de 91%), la máxima desviación de los datos con respecto al ajuste es de alrededor del 0.6% y ocurre para PDD(10) = 75%. En el PDD(10) = 91%, la desviación de los datos respecto al ajuste es alrededor del 1%. Debido a que la contaminación electrónica en la profundidad de máximo de dosis absorbida afecta grandemente el porciento de dosis en profundidad a 10 cm, el ajuste debe ser usado sólo como una estimación de la relación entre el TPR20,10 y el PDD(10), pero no para la calibración del haz. Nótese que sobre los 10 MV, el PDD(10) en el ajuste no coincide con el PDD(10)x usado en la Ref. [51], el cual se refiere exclusivamente a haces “puros” de fotones, que están sin contaminación electrónica.

76

de la dosis en profundidad. Una revisión de los identificadores de la calidad del haz de fotones se muestra en el Anexo III (ver además la Ref. [85]), basada en una descripción proporcionada por la ICRU [29]. Se debe hacer énfasis, sin embargo, que no hay un indicador de calidad del haz que satisfaga todos los posibles requerimientos de un indicador único para todo el rango de energías de este Código de Práctica, ni para todos los posibles aceleradores usados en hospitales y laboratorios de calibración. Esto es muy importante ya que los haces producidos en aceleradores no clínicos de algunos laboratorios de calibración en general no serán idénticos a los de los aceleradores de uso clínico. 6.3.2. Medición de la calidad del haz

FIG. 6. Configuración experimental para la determinación del indicador de calidad del haz Q(TPR20,10). La distancia fuente-cámara (SCD) es mantenida constante a 100 cm y las mediciones se harán con 10 g/cm 2 y 20 g/cm 2 de agua sobre la cámara. El tamaño del campo en la posición del punto de referencia de la cámara es de 10 cm x 10 cm. Puede ser usada una cámara cilíndrica o una plano - paralela.

La geometría experimental para la medición del TPR20,10 se muestra en la Fig.

6. Las condiciones de referencia para las mediciones se presentan en la Tabla 12. Aunque la definición de TPR20,10 está basada estrictamente en términos de

cocientes de dosis absorbidas, el uso de cocientes de ionización brinda una

S C DS C D

77

precisión aceptable debido a la pequeña variación con la profundidad de las razones de poderes de frenado agua - aire y a la constancia de los factores de perturbación más allá de la profundidad de máximo de dosis. La influencia de los efectos de recombinación en dos profundidades debe ser investigada y tomada en cuenta si hay variación con la profundidad.

TABLA 12. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA CALIDAD DEL HAZ DE FOTONES (TPR20,10) Magnitud de influencia Valor o características de referencia



Profundidades de medición 20 g/cm2 y 10 g/cm2


Para cámaras cilíndricas, en el eje central, en el centro del volumen de la cavidad. Para cámaras plano - paralelas, en la superficie interna de la ventana, en el centro de la misma.


Para cámaras cilíndricas y plano - paralelas, en las profundidades de medición.

SCD 100 cm

Tamaño del campo en la SCD

10 cm x 10 cm a

a El tamaño del campo se define en el plano del punto de referencia del detector, colocado a las profundidades recomendadas en el maniquí de agua.

6.4. DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA

6.4.1. Condiciones de referencia

Las condiciones de referencia para la determinación de la dosis absorbida en agua se muestran en la Tabla 13.

78

TABLA 13. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN HACES DE FOTONES DE ALTAS ENERGIAS Magnitud de influencia Valor o características de referencia


Tipo de cámara Cilíndrica

Profundidad de medición zref

Para TPR20,10 < 0.7, 10 g/cm2 (ó 5 g/cm2 )a

Para TPR20,10 ≥ 0.7, 10 g/cm2


En el eje central, en el centro del volumen de la cavidad.


En la profundidad de medición zref.

SSD/SCD 100 cmb

Tamaño de campo 10 cm x 10 cm c

a En un reporte ESTRO-OIEA en cálculos de unidades de monitor [77], se recomienda el uso de una profundidad de referencia zref=10 g/cm2 para todas las energías de fotones. La constancia de ND,w con la profundidad, reportada por el BIPM [30] valida esta opción. Sin embargo, algunos usuarios pueden preferir el uso de la misma profundidad de referencia que la usada para haces de 60Co, o sea, zref=5 g/cm2 , por tanto, ambas opciones son permitidas en este Código de Práctica.

b Si la dosis de refe rencia ha sido determinada en una geometría isocéntrica, debe ser usada la distancia fuente-eje (SAD) del acelerador incluso si esta no es 100 cm.

c El tamaño del campo se define en la superficie del maniquí para una geometría de tipo SSD, mientras que para una geometría de tipo SAD se define en el plano del detector, colocado a la profundidad de referencia en el maniquí de agua en el isocentro del equipo.

79

6.4.2. Determinación de la dosis absorbida en condiciones de referencia.

El formalismo general se presenta en la Sección 3. La dosis absorbida en agua en la profundidad de referencia zref en agua, en un haz de fotones de calidad Q y en ausencia de la cámara, está dada por

Dw,Q = MQ ND,w,Qo kQ,Qo (20)

donde MQ es la lectura del dosímetro con el punto de referencia de la cámara ubicado en zref de acuerdo con las condiciones de referencia dadas en la Sección 6.4.1 y corregida por las magnitudes de influencia de temperatura y presión, calibración del electrómetro, efecto de polaridad y de recombinación de iones como se describe en el formulario (ver además la Sección 4.4.3). ND,w,Qo es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para el dosímetro en la calidad de referencia Q0, y kQ,Qo es el factor específico de la cámara el cual corrige por las diferencias entre la calidad Qo del haz de referencia y la calidad Q que está siendo usada.

6.4.3. Dosis absorbida en zmax

La Sección 6.4.2 proporciona una metodología para la determinación de dosis absorbida en zref. Sin embargo, los cálculos de dosimetría clínica frecuentemente son referidos a la profundidad del máximo de dosis zmax (o a alguna otra profundidad). Para determinar la dosis absorbida a una determinada profundidad el usuario debe, para el haz dado, usar el PDD del eje central para geometrías de SSD y TPR o TMR para geometrías SAD. En la Sección 6.7.1 se describe como generar los datos de PDD del eje central. 6.5. VALORES PARA kQ,Qo

6.5.1. La cámara calibrada en 60Co

Cuando la calidad de referencia Qo es 60Co, kQ,Qo se denota como kQ y ND,w,Qo

se denota como ND,w. Los valores calculados para el factor kQ se muestran en la Tabla 14 para un

conjunto de calidades Q del usuario (o sea TPR20,10) y un conjunto de tipos de cámaras. Estos valores han sido extraídos de los cálculos de Andreo [20] y pueden ser usados en las profundidades de referencia dadas en la Tabla 13. Una camisa de la cámara de 0.5 mm de espesor de PMMA ha sido usada en el cálculo de todas las cámaras no impermeable; para espesores de la camisa de la cámara menores de 1 mm el cambio del kQ no es mayor de 0.1%. Los valores de kQ para las calidades no

80

tabuladas pueden obtenerse por interpolación. A modo de ilustración se muestra en la Fig. 7 un gráfico de los valores calculados de kQ para algunos tipos de cámaras seleccionadas de uso común. En el Anexo II se describen las razones de los poderes de frenado y de los factores de perturbación usados para calcular kQ. Se enfatiza que los valores de kQ calculados no pueden distinguir las variaciones de cámara a cámara cuando estas son de un mismo tipo y el uso de los mismos introduce incertidumbres mayores que en el caso de que sean medidos directamente (ver Sección 6.8).

Nótese que no existe una calidad Q que corresponda al 60Co, para la cual todos los valores del kQ son iguales a 1.000. Mientras que en principio existe un valor de TPR20,10 que correspondería a un espectro puro de 60 Co, la respuesta de una cámara en particular en un haz de un acelerador con igual TPR20,10 depende de su respuesta energética en todo el espectro, y no necesariamente será el mismo que para el 60Co . Además existe un considerable desacuerdo en la literatura acerca de cuál es el TPR20,10 de un haz de 60 Co (0.568 para el haz en la Ref. [86]; 0.572 en la Ref. [81, 87, 88]; 0.578 en la Ref. [89]; 0.579 en la Ref. [90], etc.), así que no puede usarse un solo valor de referencia.

81

TABLA 14. VALORES CALCULADOS DE kQ PARA HACES DE FOTONES DE ALTAS ENERGIAS PARA VARIAS CAMARAS DE IONIZACION CILINDRICAS EN FUNCION DE LA CALIDAD DEL HAZ TPR20;10 (adaptado de Andreo [20]) Calidad del haz TPR20 j,

Tipo cámara ionizacióna Capintec PR-05P mini

0.50 1.004

0.53 1.003

0.56 1.002

0.59 1.001

0.62 1.000

0.65 0.998

0.68 0.996

0.70 0.994

0.72 0.991

0.74 0.987

0.76 0.983

0.78 0.975

0.80 0.968

0.82 0.960

0.84 0.949

Capintec PR-05 mini 1.004 1.003 1.002 1.001 1.000 0.998 0.996 0.994 0.991 0.987 0.983 0.975 0.968 0.960 0.949 Capintec PR-06C/G 1.001 1.001 1.000 0.998 0.998 0.995 0.992 0.990 0.988 0.984 0.980 0.972 0.965 0.956 0.944 Farmer Exradin A2 Spokas 1.001 1.001 1.001 1.000 0.999 0.997 0.996 0.994 0.992 0.989 0.986 0.979 0.971 0.962 0.949

Exradin T2 Spokas 1.002 1.001 0.999 0.996 0.993 0.988 0.984 0.980 0.977 0.973 0.969 0.962 0.954 0.946 0.934 Exradin A 1 mini Shonka 1.002 1.002 1.001 1.000 1.000 0.998 0.996 0.994 0.991 0.986 0.982 0.974 0.966 0.957 0.945 Exradin Tl mini Shonka 1.003 1.001 0.999 0.996 0.993 0.988 0.984 0.980 0.975 0.970 0.965 0.957 0.949 0.942 0.930 Exradin A 12 Farmer 1.001 1.001 1.000 1.000 0.999 0.997 0.994 0.992 0.990 0.986 0.981 0.974 0.966 0.957 0.944 Far West Tech. 1C- 18 1.005 1.003 1.000 0.997 0.993 0.988 0.983 0.979 0.976 0.971 0.966 0.959 0.953 0.945 0.934

FZHTK01 1.002 1.001 1.000 0.998 0.996 0.993 0.990 0.987 0.984 0.980 0.975 0.968 0.960 0.952 0.939

Nuclear Assoc. 30-750 1.001 1.001 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.991 0.988 0.984 0.979 0.971 0.963 0.954 0.941 Nuclear Assoc. 30-749 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942 Nuclear Assoc. 30-744 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942 Nuclear Assoc. 30-716 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942 Nuclear Assoc. 30-753 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.985 0.980 0.973 0.965 0.956 0.943 Farmer shortened Nuclear Assoc. 30-751 1.002 1.002 1.000 0.999 0.997 0.994 0.991 0.989 0.985 0.981 0.977 0.969 0.961 0.953 0.940 Farmer Nuclear Assoc. 30-752 1.004 1.003 1.001 1.000 0.998 0.996 0. 993

0.991 0.989 0.985 0.981 0.974 0.967 0.959 0.947

Farmer

82

TABLA 14. (cont.)

NE2515 1.001 1.001 1.000 0.999 0.997 0.994 0.991 0.988 0.984 0.980 0.975 0.967 0.959 0.950 0.937 NE 25 15/3 1.005 1.004 1.002 1.000 0.998 0.995 0.993 0.991 0.989 0.986 0.982 0.975 0.969 0.961 0.949 NE 2577 1.005 1.004 1.002 1.000 0.998 0.995 0.993 0.991 0.989 0.986 0.982 0.975 0.969 0.961 0.949 NE 2505 Farmer 1.001 1.001 1.000 0.999 0.997 0.994 0.991 0.988 0.984 0.980 0.975 0.967 0.959 0.950 0.937 NE 2505/A Farmer 1.005 1.003 1.001 0.997 0.995 0.990 0.985 0.982 0.978 0.974 0.969 0.962 0.955 0.947 0.936 NE 2505/3, 3A Farmer 1.005 1.004 1.002 1.000 0.998 0.995 0.993 0.991 0.989 0.986 0.982 0.975 0.969 0.961 0.949 NE 2505/3, 3B Farmer 1.006 1.004 1.001 0.999 0.996 0.991 0.987 0.984 0.980 0.976 0.971 0.964 0.957 0.950 0.938 NE2571 Farmer 1.005 1.004 1.002 1.000 0.998 0.995 0.993 0.991 0.989 0.986 0.982 0.975 0.969 0.961 0.949 NE2581 Farmer 1.005 1.003 1.001 0.998 0.995 0.991 0.986 0.983 0.980 0.975 0.970 0.963 0.956 0.949 0.937 NE 2561/2611 Sec. Std 1.006 1.004 1.001 0.999 0.998 0.994 0.992 0.990 0.988 0.985 0.982 0.975 0.969 0.961 0.949 PTW 23323 micro 1.003 1.003 1.000 0.999 0.997 0.993 0.990 0.987 0.984 0.980 0.975 0.967 0.960 0.953 0.941

PTW 23331 rigid 1.004 1.003 1.000 0.999 0.997 0.993 0.990 0.988 0.985 0.982 0.978 0.971 0.964 0.956 0.945 PTW 23332 rigid 1.004 1.003 1.001 0.999 0.997 0.994 0.990 0.988 0.984 0.980 0.976 0.968 0.961 0.954 0.943 PTW 23333 1.004 1.003 1.001 0.999 0.997 0.994 0.990 0.988 0.985 0.981 0.976 0.969 0.963 0.955 0.943 PTW 3000 1/30010 Farmer 1.004 1.003 1.001 0.999 0.997 0.994 0.990 0.988 0.985 0.981 0.976 0.969 0.962 0.955 0.943 PTW 30002/300 11 Farmer 1.006 1.004 1.001 0.999 0.997 0.994 0.992 0.990 0.987 0.984 0.980 0.973 0.967 0.959 0.948 PTW 30004/30012 Farmer 1.006 1.005 1.002 1.000 0.999 0.996 0.994 0.992 0.989 0.986 0.982 0.976 0.969 0.962 0.950 PTW 30006/30013 Farmer 1.002 1.002 1.000 0.999 0.997 0.994 0.990 0.988 0.984 0.980 0.975 0.968 0.960 0.952 0.940 PTW 3 1002 flexible 1.003 1.002 1.000 0.999 0.997 0.994 0.990 0.988 0.984 0.980 0.975 0.968 0.960 0.952 0.940 PTW 3 1003 flexible 1.003 1.002 1.000 0.999 0.997 0.994 0.990 0.988 0.984 0.980 0.975 0.968 0.960 0.952 0.940

SNC 100730 Farmer 1.004 1.003 1.001 0.999 0.997 0.993 0.990 0.988 0.985 0.981 0.977 0.970 0.963 0.956 0.944

SNC 100740 Farmer 1.006 1.005 1.002 1.000 0.999 0.996 0.994 0.992 0.990 0.987 0.983 0.977 0.971 0.963 0.951

Victoreen 1.005 1.004 1.001 0.998 0.996 0.993 0.989 0.986 0.983 0.979 0.975 0.968 0.961 0.954 0.943

Radocon III 550

83

TABLA 14. (cont.)

Victoreen 1.005 1.003 1.000 0.997 0.995 0.990 0.986 0.983 0.979 0.975 0.970 0.963 0.956 0.949 0.938 Radocon II 555 Victoreen 30-348 1.004 1.003 1.000 0.998 0.996 0.992 0.989 0.986 0.982 0.978 0.973 0.966 0.959 0.951 0.940 Victoreen 30-3 51 1.004 1.002 1.000 0.998 0.996 0.992 0.989 0.986 0.983 0.979 0.974 0.967 0.960 0.952 0.941 Victoreen 30-349 1.003 1.002 1.000 0.998 0.996 0.992 0.989 0.986 0.983 0.980 0.976 0.969 0.962 0.954 0.942 Victoreen 30-361 1.004 1.003 1.000 0.998 0.996 0.992 0.989 0.986 0.983 0.979 0.974 0.967 0.960 0.953 0.942

Scdx-Wellhofer 1C 05 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942

Scdx-Wellhofer 1C 06 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942 Scdx-Wellhofer 1C 10 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942 Scdx-Wellhofer 1C 15 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942 Scdx-Wellhofer 1C 25 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.984 0.980 0.972 0.964 0.956 0.942 Scdx-Wellhofer 1C 28 1.001 1.000 1.000 0.999 0.998 0.996 0.994 0.992 0.989 0.985 0.980 0.973 0.965 0.956 0.943 Farmer shortened Scdx-Wellhofer 1C 69 Farmer 1.002 1.002 1.000 0.999 0.997 0.994 0.991 0.989 0.985 0.981 0.977 0.969 0.961 0.953 0.940 Scdx-Wellhofer 1C 70 Farmer 1.004 1.003 1.001 1.000 0.998 0.996 0.993 0.991 0.988 0.985 0.981 0.974 0.967 0.959 0.946

a Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen con todos los requisitos mínimos descritos en la Sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas por su uso clínico actual.

84

FIG. 7. Ajustes sigmoidales de valores calculados de kQ para varias cámaras de ionización cilíndricas usadas comúnmente para dosimetría de referencia en función de la calidad del haz de fotones, Q(TPR20,10). Los símbolos claros corresponden a cámaras de ionización con pared de grafito y los oscuros a las de pared de plástico. Datos de la Tabla 14. 6.5.2. La cámara calibrada en un conjunto de calidades de haces de fotones

Para una cámara calibrada en un conjunto de calidades de haces de fotones, el resultado del laboratorio de calibración será presentado en forma de un factor de calibración ND,w,Qo y un grupo de factores kQ,Qo medidos. Posteriormente, el valor para kQ,Qo en la calidad Q del usuario puede ser obtenida por interpolación. El factor ND,w, y el kQ,Qo resultante son usados directamente en la ecuación (20).

Cuando el laboratorio de calibración proporciona una serie de factores de calibración ND,w,Q , los datos pueden ser primeramente convertidos al formato anterior seleccionando una de las calidades de haces de fotones usadas por el laboratorio de calibración como calidad de referencia Qo. Los factores kQ,Qo se evalúan usando:

Calidad del haz de fotones , Q (TPR 20.10 )Calidad del haz de fotones , Q (TPR 20.10 )

0

0,,

,,,

QwD

QwDQQ N

Nk = (21)

85

La interpolación para determinar kQ,Qo en la calidad Q del usuario procede según lo anterior. Nótese que cuando la calidad Q de referencia es 60 Co, kQ,Qo se denota por kQ y ND,w,Qo se denota por ND,w .

Una vez que los valores experimentales para ND,w,Qo y kQ,Qo han sido obtenidos para una cámara en particular, puede no ser necesario que el usuario calibre esta cámara cada vez en todas las calidades Q, sino sólo en la calidad de referencia Qo. En este caso el nuevo factor de calibración ND,w,Qo puede ser usado en conjunto con los valores existentes de kQ,Qo y la dependencia de la calidad de esta cámara (valores de kQ,Qo) necesita ser verificada cada tercer ciclo de calibración de la cámara o si el usuario sospecha que la cámara haya sufrido algún daño. No es necesario que la calibración a la calidad de referencia sea realizada en el mismo laboratorio donde fueron medidos los valores experimentales de kQ,Qo. Nótese, sin embargo, que este procedimiento no debe ser repetido más de dos veces sucesivas; la cámara debe ser recalibrada para todas las calidades al menos cada 6 años. 6.5.3. La cámara calibrada en Qo con valores genéricos experimentales de k Q,Qo

En ocasiones los laboratorios de calibración proporcionan valores

experimentales genéricos de kQ,Qo medidos para un tipo de cámara en particular, junto a un valor experimental de ND,w,Qo para la cámara del usuario donde la calidad de referencia Qo es usualmente 60Co. Sólo se recomiendan para el uso en este Código de Práctica aquellos valores genéricos de kQ,Qo que han sido obtenidos por un laboratorio de calibración a partir de una muestra grande de cámaras de ionización y cuya desviación estándar de cámara a cámara es pequeña (ver Sección 4.1). No son recomendados los valores genéricos que no son determinados por un laboratorio de calibración.

Se debe hacer énfasis en que los valores de kQ,Qo medidos directamente para una cámara dentro de un grupo del mismo tipo, es la opción que se prefiere en este Código de Práctica, seguido por los valores de kQ,Qo calculados para un tipo dado de cámara que se muestran en la Tabla 14. Nótese que si existen los valores genéricos de kQ,Qo (medidos para un tipo particular de cámara), estos deben ser usados sólo si cumplen los criterios expresados en la Sección 4.1. 6.6. CALIBRACION CRUZADA DE CAMARAS DE IONIZACION DE CAMPO

Como puede verse en la Sección 6.2.1, una cámara de campo puede ser calibrada de manera cruzada respecto a una cámara de referencia calibrada en la calidad de referencia Qo . Las cámaras son comparadas colocándolas alternativamente en el maniquí de agua con sus puntos de referencia en zref (es posible una intercomparación simultánea como configuración alternativa).

86

El factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para la cámara de ionización de campo está dada por donde Mref y Mfield son las lecturas por unidad de monitor (UM) para las cámaras de referencia y la de campo respectivamente, corregidas por las magnitudes de influencia como la temperatura y presión, la calibración del electrómetro, el efecto de polaridad y la recombinación de iones como se describe en el formulario (ver también la Sección 4.4.3) y ND,w,Qo

ref es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para la cámara de referencia. Preferiblemente, las lecturas Mref y Mfield deben ser los promedios de (Mref/Mem) y (Mfield/Mem), donde (Mref/Mem)i y (Mfield/Mem)i son, respectivamente, los cocientes de las lecturas del detector de referencia y del instrumento de campo con respecto a un monitor externo. El monitor externo debe ser colocado preferiblemente dentro del maniquí aproximadamente a la profundidad zref pero a una distancia de 3 – 4 cm del centro de la cámara, a lo largo del eje principal del campo, en el plano transversal del haz. Nótese que en el caso de una medición simultánea, no es necesario un monitor externo, siempre que el perfil del haz sea adecuadamente uniforme.

La cámara de campo con el factor de calibración ND,w,Qofield puede ser usada en

lo sucesivo para la determinación de dosis absorbida en agua en el haz del usuario usando el procedimiento de la Sección 6.4.2, donde ND,w,Qo es sustituido por ND,w,Qo

field. 6.7. MEDICIONES EN CONDICIONES DE NO-REFERENCIA

La dosimetría clínica requiere de mediciones de PDD, TPR o TMR, distribuciones de isodosis, perfiles transversales del haz y factores de campo en función del tamaño y forma del campo para las condiciones de referencia y de no referencia. Tales mediciones deben ser hechas para todas las posibles combinaciones de energía, tamaños de campo y SSD o SAD usadas para el tratamiento de radioterapia. 6.7.1. Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central

Todas las mediciones deben seguir las recomendaciones hechas en la Sección 4.2 con respecto a la elección de maniquíes y dosímetros, aunque pueden ser usados otros tipos de detectores. Para las mediciones de curvas de ionización en profundidad, se recomiendan las cámaras de ionización plano - paralelas. Si en su

refQwD

field

reffieldQwD N

M

MN

o 0,,,, = (22)

87

lugar se usa una cámara de ionización cilíndrica, entonces debe tenerse en cuenta el punto efectivo de medición de la cámara. Esto requiere que la distribución completa de la ionización en profundidad se desplace hacia la superficie una distancia igual a 0.6rcyl [17, 21], donde rcyl es el radio de la cavidad de la cámara de ionización cilíndrica. Para realizar mediciones exactas en la región de equilibrio, debe usarse las cámaras de extrapolación o cámaras plano - paralelas con buen anillo de guarda. Se debe prestar cuidadosa atención al uso de ciertos detectores sólidos (algunos tipos de detectores de diodos y diamante) para la medición de distribución de dosis en profundidad (ver, por ejemplo, Ref. [21]), solo se debe elegir para estas mediciones un detector de estado sólido cuya respuesta haya sido verificada regularmente con respecto al detector de referencia (cámara de ionización).

Puesto que las razones de poderes de frenado y de efectos de perturbación pueden ser asumidas con exactitud razonable como independientes de la profundidad para una calidad dada del haz y del tamaño de campo, las distribuciones relativas de ionización pueden ser usadas como distribuciones relativas de dosis absorbidas, al menos en la profundidad de máximo de dosis y más allá de ella. 6.7.2. Factores de campo

El factor de campo puede ser determinado como el cociente de las lecturas corregidas del dosímetro medidas en un grupo de condiciones de no referencia con respecto a las medidas en condiciones de referencia. Estas mediciones son hechas generalmente en la profundidad de máximo de dosis o en la profundidad de referencia [77] y corregidas a la profundidad de máximo de dosis usando los datos de PDD (o TMR). Cuando los factores de campo son medidos en un haz abierto así como en un haz con filtro en cuña, se debe prestar especial atención a la unifo rmidad de la fluencia dentro de la cavidad de la cámara. Esto es de especial importancia para tamaños de campo menores de 5 cm x 5 cm. Algunos aceleradores tienen perfiles del haz de fotones en forma de V muy pronunciada, los cuales usualmente varían con la profundidad y el tamaño del campo. Para detectores grandes puede hacerse difícil corregir el efecto de esta variación con exactitud. Las cámaras tipo dedal con una cavidad grande y las plano - paralelas con grandes electrodos de colección (ver Sección 4.21 para requerimientos de las cámaras) deben ser por consiguiente evitadas en situaciones donde los haces tengan perfiles de forma de V pronunciada.

En haces de fotones con filtros en cuña la intensidad de la radiación varía marcadamente en la dirección de la cuña. Para las medidas de rendimiento en tales haces la dimensión del detector en la dirección de la cuña debe ser la menor posible. Se recomienda una cámara tipo dedal pequeña, alineada con su eje orientado perpendicularmente a la dirección de la cuña. La coincidencia del eje

88

central del haz, el colimador y la cuña debe ser garantizada previo a hacer las medidas de rendimiento. 6.8. INCERTIDUMBRE ESTIMADA EN LA DETERMINACION DE LA DOSIS

ABSORBIDA EN AGUA EN CONDICIONES DE REFERENCIA

Cuando es usado un dosímetro de referencia para la determinación de la dosis absorbida en agua en el haz del usuario, las incertidumbres de las diferentes magnitudes físicas o procedimientos que contribuyen a la determinación de la dosis pueden ser divididas en dos pasos. El Paso 1 considera las incertidumbres en la calibración del dosímetro de referencia del usuario en términos de ND,w en el laboratorio. El Paso 2 tiene que ver con la calibración del haz del usuario e incluye las incertidumbres asociadas con las mediciones en el punto de referencia en el maniquí de agua. El Paso 2 también incluye la incertidumbre en el valor de kQ. Las incertidumbres de los factores que contribuyen a la incertidumbre de los valores kQ calculados pueden encontrarse en el Anexo II. Combinando cuadráticamente las incertidumbres en los diferentes pasos obtenemos la incertidumbre estándar combinada para la determinación de la dosis absorbida en agua en el punto de referencia.

Un estimado de las incertidumbres en la calibración de un haz de fotones de altas energías se muestra en la Tabla 15. Cuando la calibración del dosímetro de referencia se lleva a cabo en un haz de 60Co de un LSCD, la incertidumbre estándar combinada en Dw es comúnmente estimada alrededor del 1.5%, y basada en valores calculados de kQ. Este estimado puede variar dependiendo de la incertidumbre aportada por el laboratorio de calibración. Si la calibración del dosímetro de referencia se lleva a cabo en un LPCD, pero son usados los valores calculados de kQ, no se espera disminución en la incertidumbre final en Dw puesto que está dominada por los valores de kQ. Si estos valores son medidos en un LPCD para la cámara del usuario, la incertidumbre en Dw disminuye hasta alrededor del 1.2%. Si es usado un dosímetro de campo, la incertidumbre en la determinación de la dosis aumenta (aproximadamente en un 0.2%) debido al paso adicional de la calibración cruzada del dosímetro de campo respecto al dosímetro de referencia.

89

TABLA 15. INCERTIDUMBREa ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA DE Dw,Q EN LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA Y PARA UN HAZ DE FOTONES DE ALTAS ENERGIAS, BASADA EN UNA CAMARA CALIBRADA EN RADIACION GAMMA DE 60Co.

Magnitud física o procedimiento Incertidumbre relativa estándar (%)

Paso 1: Laboratorios de calibración b


0.5

Estabilidad a largo plazo del patrón secundario. 0.1

Factor de calibración ND,w del dosímetro del usuario en el laboratorio secundario.

0.4

Incertidumbre combinada del paso 1 0.6 Paso 2: Haz de fotones de altas energías del usuario

Estabilidad a largo plazo del dosímetro del usuario. 0.3

Establecimiento de las condiciones de referencia. 0.4

Lectura MQ del dosímetro respecto al monitor del haz. 0.6

Corrección por magnitudes de influencia k i. 0.4

Corrección por la calidad del haz kQ (valores calculados)

1.0c

Incertidumbre combinada del paso 2 1.4 Incertidumbre estándar combinada de Dw (pasos 1 + 2)

1.5

a Ver la Guía ISO para la expresión de incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los estimados mostrados en la Tabla deben ser considerados valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre en los factores de calibración aportada por los laboratorios de calibración y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario.

b Si la calibración del dosímetro del usuario es realizada en un LPCD, entonces la incertidumbre estándar combinada en el paso 1 es menor. La incertidumbre estándar combinada en Dw debe ser ajustada en consecuencia.

c Si kQ es medida en un LPCD para la cámara del usuario, su incertidumbre es aproximadamente del orden de 0.7%.

90

6.9. FORMULARIO Determinación de la dosis absorbida en agua en un haz de fotones de altas energías. Usuario: _________________________________ Fecha: ______________ 1. Unidad de tratamiento con radiaciones y condiciones de referencia para la

determinación de Dw,Q

Acelerador: __________________ Potencial Nominal del Ac.: ____ MV

Tasa de dosis nominal: ________ UM/min

Calidad del haz, Q(TPR20,10 ): _______

Maniquí de referencia: agua Geometría: ÿ SSD ÿ SAD

Tamaño de campo de referencia: 10 x 10 cm x cm

Distancia de referencia: _____ cm

Profundidad de referencia z ref: _______ g/cm2


Modelo de la CI: _________________ No. Serie: __________

Pared de la cámara: material: _____________ espesor: __________ g/cm 2

Camisa de la cámara impermeable: material:________ espesor: _____ g/cm2

Ventana del maniquí: material: _____________ espesor: _______ g/cm 2

Factor de calibración de dosis absorbida en aguaa

ND,w,Qo= __________ ÿ Gy/nC ÿ Gy/div

Calidad de calibración Qo ÿ 60Co ÿ haz de fotones

Profundidad de calibración: ___ g/cm 2

Si Qo es un haz de fotones, dar TPR20,10: ___________

Condiciones de referencia para calibración

P0: ___ kPa T 0: ___ oC Hum. Rel.: ___%


Polaridad de calibración: ÿ+ve ÿ-ve ÿcorregido por efecto de polaridad

Polaridad usuario: ÿ+ve ÿ-ve

Laboratorio de calibración: _____________________ Fecha: __________

Modelo del Electrómetro: ____________________ No. Serie: ________

91

Calibrado por separado de la cámara: ÿ sí ÿ no Rango: _______________

Si es afirmativo, laboratorio de calibración: ________ Fecha: _______

3. Lectura del dosímetrob y corrección por magnitudes de influencia

Lectura no corregida del dosímetro con V1 y polaridad del usuario: _______ ÿ nC ÿ div

Unidades de monitor correspondiente: ____________ UM

Razón de la lectura del dosímetro y las unidades de monitor:

Ml= ____________ ÿ nC/UM ÿ div/UM

(i) Presión P: ____kPa Temperatura T : ____oC Hum. Relat.(si se conoce): ____%

(ii) Factor de calibración del electrómetroc kelec : ÿ nC/div ÿ adimensional kelec=___

(iii) Corrección por polaridadd lectura en + V1: M+ = _____

lectura en – V l : M- = ______

(iv) Corrección por recombinación (método de dos voltajes)

Voltajes de polarización: V1 (normal) = ___ V V2 (reducido)= ___ V

Lecturas e con cada voltaje: M1 = __________ M2 = __________

Razón de voltajes V1/V2 = _______

Razón entre las lecturas: M1/M2 = ______

Usar la Tabla 9 para un haz de tipo: ÿ pulsado ÿ pulsado – barrido

ao = _________ a 1 = _________ a2 = _________


MQ = M1/kTPkeleckpolks = _____________ ÿ nC/UM ÿ div/UM

( )( ) ________

2.2732.273

0=

++

=TT

kTP

_______2

=+

= −+

M

MMk pol

gf,2

2

1

2

110 _______=

+

+=

MM

MM

aak s

92


Factor de corrección por la calidad del haz del usuario Q: k Q,Qo = _____________ tomado de ÿ Tabla 14 ÿ Otra, especificar: ______________

Dw(zr e f) = MQ ND,w,Qo = _______________ Gy/UM

5. Tasa de dosis absorbida en agua a la profundidad de máximo de dosis zmax Profundidad de máximo de dosis: zmax = ________ g/cm2

(iii) Geometría SSD Porciento de dosis en profundidad en zr e f para un tamaño de campo de 10cmx10cm:

PDD (zr e f=______g/cm2)=______% Calibración del monitor en dosis absorbida en zmax:

Dw,Q(z max) = 100 D w,Q(zr e f)/PDD(zr e f) = _________ Gy/UM (iv) Geometría SAD

TMR en zr e f para un tamaño de campo de 10cmx10cm: TMR (zref= ________g/cm2) = _________

Calibración del monitor en dosis absorvida en z max: Dw,Q(z max) = D w,Q(z ref)/TMR(zr e f) = _________ Gy/UM

a Nótese que si Q o es 60Co, ND,w,Qo se denota por ND,w. b Todas las lecturas deben ser chequeadas por fuga y ser corregidas en caso que sea

necesario. c Si el electrómetro no está calibrado independientemente, kelec=1. d M en el denominador de kpol denota la lectura con la polaridad del usuario.

Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M (M+ o M-) y la lectura en un monitor externo, Mem .

Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado la corrección por polaridad. En caso contrario kpol se determina de acuerdo a:

lectura en +V1 para la calidad Q o: M+ =_____ lectura en –V1 para la calidad Qo: M- =_____

e Rigurosamente, las lecturas deben ser corregidas por el efecto de polaridad (promedio

de ambas polaridades). Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser el promedio de los cocientes de M1 o M2 y la lectura de un monitor externo, Mem.

f Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado una corrección por recombinación. De lo contrario el factor ks’ = ks/ks,Qo debe ser usado en lugar de ks. Cuando Q0 es 60Co, ks,Qo (en el laboratorio de calibración) será normalmente cercano a la unidad y el efecto por no usar esta ecuación será insignificante en la mayor parte de los casos.

( )[ ]( )[ ] ________

0

=+

+=

−+

−+

Q

Qpol MMM

MMMk

93

g Chequear que h Nótese que si Q 0 es 60Co, kQ,Qo se denota por kQ, como se muestra en la Tabla 14.

11

121

21

−−

≈−VVMM

k s

94

7. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE ELECTRONES DE ALTA ENERGIA

7.1 GENERALIDADES

Esta Sección proporciona un Código de Práctica para dosimetría de referencia (calibración de haces) y recomendaciones para la dosimetría relativa en haces clínicos de electrones con energías en el rango de 3 – 50 MeV. Esta está basada en un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w,Qo para un dosímetro en un haz de referencia de calidad Qo. Esta calidad de referencia puede ser la radiación gamma de 60Co o una calidad de haz de electrones. Para este último caso, el dosímetro puede ser calibrado directamente en un laboratorio de calibración o por calibración cruzada en un haz clínico de electrones.

Además de tener su fundamento en patrones de dosis absorbida, el cambio más significativo de la práctica corriente es el uso de una nueva profundidad de referencia. Esta profundidad se ha introducido para reducir significativamente la influencia de las diferencias espectrales entre los diferentes aceleradores así como de la contaminación electrónica y fotónica en los haces clínicos de electrones [21, 91]. Para simplificar, las calidades de haz y todos los factores dependientes de la calidad del haz (incluyendo la nueva profundidad de referencia) se expresan en términos de profundidad de semirreducción, R50, más bien que de la energía del haz. Este cambio se asemeja a la práctica establecida en dosimetría de fotones, donde las calidades del haz son expresadas en términos de penetración del haz. 7.2. EQUIPAMIENTO DOSIMETRICO 7.2.1. Cámaras de ionización

Las recomendaciones respecto a las cámaras de ionización dadas en la Sección 4.2.1 deben ser seguidas. Las cámaras plano - paralelas son las recomendadas para todas las calidades de haz y tienen que ser usadas para las calidades de haz R50 < 4 g/cm2 (Eo ≤ 10 MeV). 26 Idealmente, la cámara debe ser calibrada en un haz de electrones, directamente en un laboratorio de calibración o por calibración cruzada en un haz clínico de electrones. El punto de referencia de la cámara plano - paralela es tomado en la superficie interna de la ventana de entrada, en el centro de dicha

26 Se asume la relación aproximada Eo = 2.33R50, donde Eo es la energía media en MeV en la

superficie del maniquí y R50 se expresa en g/cm2. El valor formulado para R50 toma primacía sobre el formulado para Eo.

95

ventana. Este punto debe ser colocado en el punto de interés en el maniquí. El espesor de la ventana de la cámara (en mm y en mg/cm2 ) para varios tipos de cámaras plano - paralelas se muestran en la Tabla 4.

Para calidades de haz R50 ≥ 4 g/cm2 (Eo ≥ 10 MeV) pueden ser usadas cámaras cilíndricas. El punto de referencia de la cámara cilíndrica se toma en el eje de la cámara, en el centro del volumen de la cavidad. Para mediciones en haces de electrones este punto de referencia debe ser colocado a una distancia 0.5rcyl más profunda que el punto de interés en el maniquí, donde rcyl es el radio de la cavidad de aire.27 Los valores de rcyl para una serie de tipos de cámaras cilíndricas se muestran en la Tabla 3. 7.2.2. Maniquíes y camisas de las cámaras

Las recomendaciones respecto a los maniquíes y las camisas de las cámaras dadas en las Secciones 4.2.3 y 4.2.4 deben ser seguidas, tanto para la determinación de la dosis absorbida como para la identificación de la calidad del haz. Para las mediciones en haces de electrones se recomienda como medio de referencia el agua. El maniquí de agua debe sobrepasar al menos en 5 cm, los cuatro lados del tamaño del mayor campo. Debe también tener un margen mínimo de 5 g/cm2 más allá de la profundidad máxima de medición.

En un haz horizontal de electrones, la ventana del maniquí debe ser de plástico y de un espesor twin entre 0.2 cm y 0.5 cm. 28 El espesor equivalente a agua de la ventana del maniquí (en g/cm2 ) debe ser tenido en cuenta cuando se coloca la cámara a la profundidad de medición deseada. El espesor se calcula como el producto twinρpl, donde ρpl es la densidad del plástico (en g/cm3 ). Para los plásticos más usados comúnmente, el PMMA y el poliestireno claro, pueden ser usados los valores nominales ρPMMA = 1.19 g/cm3 y ρpoliestireno = 1.06 g/cm3 [64].

27 Como con el concepto de “punto efectivo de medición” (ver Sección 1.6), el posicionamiento

de la cámara de esta manera se usa para evitar tener que corregir por el gradiente de fluencia. Esto tiene una particular importancia ya que de acuerdo con las Ref. [17, 21], la profundidad de referencia como se define en este Código de Práctica no siempre coincide con aquella del máximo de dosis.

28 Una ventana de solo unos milímetros de espesor puede inclinarse ligeramente hacia fuera debido a la presión del agua en su superficie interna. Cualquier efecto semejante debe considerarse cuando se coloca la cámara en la profundidad de interés, particularmente en haces de electrones de baja energía.

96

Bajo ciertas circunstancias y para calidades del haz R50 < 4 g/cm2 (Eo ≤ 10 MeV), puede ser usado un maniquí de plástico; entonces todas las profundidades deben ser llevadas a escala de forma apropiada (ver Secciones 4.2.3 y 7.8). 29

Las cámaras plano - paralelas, si no son intrínsecamente sumergibles en agua ni están dotadas de cubierta impermeable, deben ser usadas con una protección impermeable, preferiblemente de PMMA o de un material equivalente al de la pared de la cámara. Idealmente no debe haber más de 1 mm de material añadido por delante y por detrás de la cavidad de aire. Las cámaras cilíndricas deben ser usadas en una camisa de PMMA, preferiblemente de espesor no mayor que 1.0 mm. El espacio de aire entre la pared de la cámara y la camisa debe ser tal (0.1 – 0.3 mm), que permita que la presión del aire dentro de la cámara se iguale a la presión ambiental. En las condiciones del usuario para ambos tipos de cámara, se debe usar para la determinación de la dosis absorbida en agua, la misma protección impermeable (o una similar) que la usada para la calibración en el laboratorio.

Rigurosamente , cuando es usado en conjunto con los valores calculados para kQ,Qo, dados en esta sección, el espesor equivalente a agua (en g/cm2 ) de la pared de la cámara y de cualquier material impermeable, debe ser tomado en cuenta cuando se coloca la cámara en el punto de interés. Sin embargo, este es un efecto muy pequeño y puede ser ignorado en la práctica. Para comentarios generales sobre el pocisionamiento de la cámara, ver Sección 4.2.5.

7.3. IDENTIFICACION DE LA CALIDAD DEL HAZ 7.3.1. Selección del indicador de calidad del haz

Para haces de electrones el indicador de calidad del haz es la profundidad de semirreducción R50 en agua. Esta es la profundidad en agua (en g/cm2 ), a la cual la dosis absorbida es el 50% del valor de la dosis absorbida máxima, medida con una distancia fuente-superficie SSD constante de 100 cm y un tamaño de campo en la superficie del maniquí de al menos 10 cm x 10 cm para una R50 ≤ 7g/cm2 (E0 ≤ 16 MeV), y de al menos 20 cm x 20 cm para una R50 > 7g/cm2 (E0 ≥ 16 MeV). Nótese en la Ref. [21], que algunos aceleradores de electrones de alta energía tienen una pobre homogeneidad intrínseca para tamaños de campo grandes, lo cual puede mejorar para tamaños de campo pequeños como resultado de los electrones dispersados desde el colimador (o desde los aplicadores, conos etc.). En tales casos puede usarse un tamaño de campo menor que 20 cm x 20 cm siempre que R50 no

29 Los maniquíes de plástico pueden ser usados para mediciones de rutina de control de

calidad, siempre que haya sido establecido un factor de transferencia entre el plástico y el agua en el momento de la calibración del haz.

97

cambie en mucho más que 0.1g/cm2 con respecto al valor medido para el campo de 20 cm x 20 cm.

La elección de R50 como el indicador de calidad del haz es un cambio de la práctica corriente de identificación de la calidad del haz en términos de la energía media E0 en la superficie del maniquí. Como E0 es normalmente derivada de R50, este cambio en el indicador de la calidad del haz es meramente una simplificación que evita la necesidad de una conversión a energía. 7.3.2. Medición de la calidad del haz TABLA 16. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA CALIDAD DEL HAZ DE ELECTRONES (R50 ) Magnitud de influencia Valor o características de referencia

Material del maniquí Para R50 ≥ 4 g/cm2 , agua

Para R50 < 4 g/cm2 , agua o plástico

Tipo de cámara Para R50 ≥ 4 g/cm2 , plano-paralela o cilíndrica

Para R50 < 4 g/cm2 , plano-paralela


Para cámaras plano - paralelas, en la superficie interna de la ventana, en el centro de dicha ventana.

Para cámaras cilíndricas, en el eje central, en el centro del volumen de la cavidad.


Para cámaras plano - paralelas , en el punto de interés.

Para cámaras cilíndricas, 0.5rcyl más profundo que el punto de interés.

SSD 100 cm

Tamaño del campo en la superficie del maniquí

Para R50 ≤ 7 g/cm2 , al menos 10 cm x 10 cm

Para R50 > 7 g/cm2 , al menos 20 cm x 20 cma

a Un tamaño de campo menor de 20 cm x 20 cm puede ser usado siempre que R50 no cambie en mucho más de 0.1 g/cm2 con respecto al valor medido para el campo de 20 cm x 20 cm. Las condiciones de referencia para la determinación de R50 se muestran en la

Tabla 16. Para todas las calidades de haz la cámara plano - paralela es la mejor elección como detector para la medición de R50. Para calidades del haz R50 ≥ 4 g/cm2 (E0 ≥ 10 MeV), puede ser usada una cámara cilíndrica, con el punto de referencia

98

colocado 0.5rcyl más profundo que el punto de interés del maniquí. Se recomienda usar un maniquí de agua. En un haz vertical la dirección del barrido debe ser hacia la superficie para reducir el efecto de formación de meniscos. Para calidades del haz R50 < 4 g/cm2 (E0 ≤ 10 MeV), puede ser usado un maniquí de plástico, en cuyo caso todas las profundidades se deben llevar a escala de acuerdo con el procedimiento descrito en la Sección 7.8.

Las correcciones por recombinación de iones y por polaridad son requeridas para todas las profundidades (ver Sección 4.4.3). Estas pueden ser derivadas de un grupo reducido de mediciones representativas, por ejemplo cerca de la superficie, el máximo de ionización y las profundidades correspondientes al 90% y 50% del máximo de ionización. Para mediciones hechas en un período corto de tiempo, no será necesario hacer correcciones por presión o temperatura del aire.

Cuando se usa una cámara de ionización, la magnitud que se mide es el 50% de la distribución de ionización en profundidad en agua, R50,ion. Esta es la profundidad en agua (g/cm2 ), en la cual la corriente de ionización es el 50% de su valor máximo. El valor de la profundidad de semirreducción para la distribución de dosis en profundidaden agua, R50 se obtiene usando [92]: R50 = 1.029 R50,ion – 0.06 g/cm2 (R50,ion ≤ 10 g/cm2) R50 = 1.059 R50,ion – 0.37 g/cm2 (R50,ion > 10 g/cm2 )

Como una alternativa al uso de la cámara de ionización para determinar R50, pueden ser usados otros detectores (por ejemplo de diodos, diamante, etc.). En este caso el usuario debe verificar que el detector es adecuado para mediciones de dosis en profundidad mediante la comparación con una cámara de ionización en un grupo de calidades de haz representativas. 7.4. DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA 7.4.1. Condiciones de referencia

Las condiciones de referencia para la determinación de la dosis absorbida en agua en haces de electrones se muestran en la Tabla 17. Ya que la selección precisa del tamaño del campo no es crítica [21], lo que se usa para la normalización de los factores de campo es la selección conveniente del tamaño del campo de referencia, sujeto a la restricción de que este no debe ser menor de 10 cm x 10 cm en la superficie del maniquí. La profundidad de referencia zref está dada por [91] zref = 0.6 R50 – 0.1 g/cm2 (R50 en g/cm2 ) (24)

(23)

99

Esta profundidad está próxima a la profundidad zmax del máximo de dosis absorbida para las calidades del haz R50 < 4 g/cm2 (E0 ≤ 10 MeV), pero para calidades del haz superiores es más profunda que zmax. Está reconocido que esta elección de la profundidad de referencia puede ser menos conveniente que el recomendado en la Ref. [17], ya que para un acelerador dado, dos haces de referencia no tendrán la misma profundidad de referencia. Sin embargo, la nueva profundidad ha mostrado una significativa reducción de las variaciones de los factores de calibración [91] de equipo a equipo y la exactitud ganada justifica su uso, particularmente para los tipos de cámaras plano - paralelas.

Debe notarse que al recomendar que la dosimetría de referencia para alta energía se realice a una profundidad más allá de zmax, para las cámaras cilíndricas la incertidumbre surgida por los efectos de perturbación de la cavidad puede ser mayor. En el peor de los casos, alrededor de R50 = 5 g/cm2 (E0 alrededor de 12 MeV) el aumento de la incertidumbre es aproximadamente del 0.3%. TABLA 17. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE DOSIS ABSORBIDA EN HACES DE ELECTRONES. Magnitud de influencia Valor o características de referencia

Material del maniquí Para R50 ≥ 4 g/cm2 , agua

Para R50 < 4 g/cm2 , agua o plástico

Tipo de cámara Para R50 ≥ 4 g/cm2 , plano - paralela o cilíndrica

Para R50 < 4 g/cm2 , plano - paralela

Profundidad de medición zref

0.6 R50 – 0.1 g/cm2

Punto d e referencia de la cámara

Para cámaras plano - paralelas, en la superficie interna de la ventana, en el centro de la misma.



Para cámaras plano - paralelas, en zref.

Para cámaras cilíndricas, 0.5rcyl más profundo que zref

SSD 100 cm


10 cm x 10 cm o el que se use para la normalización de los factores de campo, siempre que sea el mayor.

100


El formalismo general se muestra en la Sección 3. La dosis absorbida en agua a la profundidad de referencia zref en agua, en un haz de electrones de calidad Q y en ausencia de la cámara, está dada por Dw,Q = MQ ND,w,Qo kQ,Qo (25)

donde MQ es la lectura del dosímetro corregida por las magnitudes de influencia de temperatura y presión, la calibración del electrómetro, efecto de polaridad y recombinación de iones como se describe en el formulario (ver además la Sección 4.4.3). La cámara debe ser colocada de acuerdo con las condiciones de referencia, como se muestra en la Tabla 17. ND,w,Qo es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para el dosímetro en la calidad de referencia Qo y kQ,Qo es el factor específico de la cámara que corrige por las diferencias entre la calidad Qo del haz de referencia y la calidad del haz del usuario Q. 7.4.3. Dosis absorbida en zmaz

La normalización para uso clínico tiene lugar muy frecuentemente a la

profundidad del máximo de dosis zmax, la cual en este Código de Práctica no siempre coincide con zref . Para determinar la dosis absorbida en zmax el usuario debe, para un determinado haz, usar la distribución de dosis en profundidad sobre el eje central para convertir la dosis absorbida en zref a la de zmax. La medición de las distribuciones de dosis en profundidad es discutida en la Sección 7.7.1. 7.5. VALORES PARA kQ,Qo

El formalismo general se muestra en la Sección 3. El tratamiento modificado de kQ,Qo para cámaras calibradas de forma cruzada en el haz de electrones del usuario, como se describe en la Sección 3.2.1, es discutido en la Sección 7.6, el cual puede ser también aplicado a cámaras calibradas directamente en laboratorios de calibración en una calidad de haz de electrones. Las razones de poderes de frenado y los factores de perturbación usados en el cálculo de kQ,Qo se describen en el Anexo II.

101

7.5.1. Cámara calibrada en 60 Co

Cuando la calidad de referencia Qo es 60Co, el factor kQ,Qo se denota por kQ. Los

valores calculados para kQ son mostrados en la Tabla 18 para una serie de calidades Q del usuario y para un grupo de tipos de cámara; los valores para las calidades no tabuladas pueden ser obtenidos mediante interpolación. Estos datos también se muestran en las Figuras 8 y 9 para tipos de cámaras plano - paralelas y cilíndricas, respectivamente. Nótese que si existen valores específicos para kQ (medidos para un tipo particular de cámara), estos deben ser usados solamente si cumplen el criterio expresado en la Sección 4.1. 7.5.2. Cámara calibrada en una serie de calidades de haz de electrones

Para una cámara calibrada en una serie de calidades de haz de electrones, los datos del laboratorio de calibración id ealmente serán presentados como un factor de calibración N ,D,w,Qo determinado en un haz de electrones de referencia de calidad Qo y uno o más factores kQ,Qo medidos, correspondientes a otras calidades de calibración Q.

Sin embargo, si los datos de la calibración son en forma de un grupo de factores de calibración ND,w,Q , entonces una de las calidades 30 deberá ser seleccionada como calidad de calibración de referencia Qo . El factor de calibración correspondiente se denota por ND,w,Qo y el resto de los factores ND,w,Q se expresan como una serie de factores kQ,Qo usando la relación

Si la calidad del haz del usuario Q no se corresponde con ninguna de las calidades de haz de calibración, el valor de kQ,Qo a usar en la ecuación (25) puede obtenerse por interpolación. Una cámara calibrada en una serie de calidades de haz puede ser recalibrada en lo sucesivo en la calidad de calibración de referencia Qo solamente. En este caso, el nuevo valor para ND,w,Qo debe ser usado junto con los valores para kQ,Qo medidos previamente. Sin embargo, este procedimiento no debe repetirse más de dos veces sucesivas; la cámara

30 La selección aquí no es crítica; la apropiada es la calidad correspondiente al factor ND,w,Q con

la menor incertidumbre relativa, de lo contrario será una calidad cercana a la mitad del rango.

0

0,,

,,,

QwD

QwDQQ N

Nk = (26)

102

debe ser recalibrada en todas las calidades al menos cada seis años31, o en caso de que el usuario sospeche que ha sufrido algún daño. 7.6. CALIBRACION CRUZADA DE CAMARAS DE IONIZACION

La calibración cruzada se refiere a la calibración de una cámara de usuario por comparación directa en un haz apropiado del usuario respecto a una cámara de referencia que haya sido calibrada previamente. Un ejemplo particular de esto es la calibración cruzada de una cámara plano - paralela para uso en haces de electrones respecto a una cámara cilíndrica de referencia calibrada en radiación gamma de 60Co. A pesar del paso adicional, tal calibración cruzada generalmente termina en una determinación de dosis absorbida en agua usando una cámara plano - paralela que es más confiable que la que se logra con el uso de una cámara plano - paralela calibrada directamente en 60Co, fundamentalmente porque son evitados los problemas asociados con la corrección pwall para cámaras plano - paralelas en 60Co que se introducen durante la determinación de kQ,Qo. Los factores kQ,Qo modificados para ser usados con la cámara calibrada de forma cruzada se describen en la Sección 3.2.1.

31 Como es de notar en la Sección 4.3, este procedimiento no debe ser usado para cámaras cuya

estabilidad no haya sido demostrada dentro de un período que no exceda los cinco años.

103

TABLA 18. VALORES CALCULADOS DE kQ PARA HACES DE ELECTRONES, PARA VARIOS TIPOS DE CAMARAS CALIBRADAS EN RADIACION GAMMA DE 60Co, EN FUNCION DE LA CALIDAD DEL HAZ R50 (los datos se obtienen usando valores para las razones de poderes de frenado y los factores de perturbación, como se muestra en el Anexo II)

Calidad del haz R50 (g/cm2) Tipo de cámara de ionizacióna

1.0 1.4 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0 8.0 10.0 13.0 16.0 20.0

Cámaras plano - paralelas para

Attix RMI 449 0.953 0.943 0.932 0.925 0.919 0.913 0.908 0.904 0.900 0.896 0.893 0.886 0.881 0.871 0.859 0.849 0.837 Capintec PS-033 — — 0.921 0.920 0.919 0.918 0.917 0.916 0.915 0.913 0.912 0.908 0.905 0.898 0.887 0.877 0.866 Exradin P 1 1 0.958 0.948 0.937 0.930 0.923 0.918 0.913 0.908 0.904 0.901 0.897 0.891 0.885 0.875 0.863 0.853 0.841 Holt (Memorial) 0.971 0.961 0.950 0.942 0.936 0.931 0.926 0.921 0.917 0.913 0.910 0.903 0.897 0.887 0.875 0.865 0.853 NACP / Calcam 0.952 0.942 0.931 0.924 0.918 0.912 0.908 0.903 0.899 0.895 0.892 0.886 0.880 0.870 0.858 0.848 0.836 Markus — — 0.925 0.920 0.916 0.913 0.910 0.907 0.904 0.901 0.899 0.894 0.889 0.881 0.870 0.860 0.849 Roos 0.965 0.955 0.944 0.937 0.931 0.925 0.920 0.916 0.912 0.908 0.904 0.898 0.892 0.882 0.870 0.860 0.848

Cámaras cilíndricas cas

Capintec PR06C — — — — — — 0.916 0.914 0.912 0.911 0.909 0.906 0.904 0.899 0.891 0.884 0.874 (Farmer) Exradin A2 — — — — — — 0.914 0.913 0.913 0.913 0.912 0.911 0.910 0.908 0.903 0.897 0.888 (Spokas) Exradin T2 — — — — — — 0.882 0.881 0.881 0.881 0.880 0.879 0.878 0.876 0.871 0.865 0.857 (Spokas) Exradin A 12 — — — — — — 0.921 0.919 0.918 0.916 0.914 0.911 0.909 0.903 0.896 0.888 0.878 (Farmer) NE2571 (Guarded — — — — — — 0.918 0.916 0.915 0.913 0.911 0.909 0.906 0.901 0.893 0.886 0.876 Farmer) NE2581 (Robust — — — — — — 0.899 0.898 0.896 0.894 0.893 0.890 0.888 0.882 0.875 0.868 0.859

Farmer)

104

TABLA 18. (cont.)

PTW 3000 1/30010 — — — — — — 0.911 0.909 0.907 0.905 0.904 0.901 0.898 0.893 0.885 0.877 0.868 (Farmer) PTW 30002/300 11 — — — — — — 0.916 0.914 0.912 0.910 0.909 0.906 0.903 0.897 0.890 0.882 0.873 (Farmer) PTW 30004/30012 — — — — — — 0.920 0.918 0.916 0.915 0.913 0.910 0.907 0.902 0.894 0.887 0.877 (Farmer) PTW 3 1002/3 1003 — — — — — — 0.912 0.910 0.908 0.906 0.905 0.901 0.898 0.893 0.885 0.877 0.867 (flexible) Victoreen 30-348 — — — — — — 0.910 0.908 0.906 0.903 0.902 0.898 0.895 0.888 0.880 0.872 0.862 Victoreen30-351 — — — — — — 0.906 0.904 0.902 0.901 0.899 0.896 0.893 0.888 0.880 0.873 0.864 Victoreen 30-349 — — — — — — 0.899 0.898 0.897 0.896 0.895 0.893 0.891 0.888 0.881 0.875 0.866 a Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen con todos los requisitos mínimos descritos en la Sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas por su uso clínico actual.

105

FIG. 8. Valores de kQ calculados para haces de electrones, para varios tipos de cámaras plano - paralelas calibradas en radiación gamma de 60Co.

FIG. 9. Valores de kQ calculados para haces de electrones para varios tipos de cámaras cilíndricas calibradas en radiación gamma de 60Co.

Indice de calidad del haz , R 50 ( g/cm 2 )Indice de calidad del haz , R 50 ( g/cm 2 )

Indice de cal idad del haz , R 50 ( g/cm 2 )Indice de cal idad del haz , R 50 ( g/cm 2 )

106

7.6.1. Procedimiento para la calibración cruzada

Debe ser usada la más alta energía de electrones disponible; se recomienda que R50 > 7 g/cm2 (E0 ≥ 16 MeV). La cámara de referencia y la que va a ser calibrada son comparadas colocándolas alternativamente a la profundidad de referencia zref en agua en correspondencia con las condiciones de referencia para cada una (ver Tabla 17). El factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para la cámara bajo calibración, en la calidad Qcross de calibración cruzada, está dada por

donde Mref

Qcross y MxQcross son las lecturas del dosímetro para la cámara de

referencia y la cámara bajo calibración, respectivamente, corregidas por las magnitudes de influencia de temperatura y presión, calibración del electrómetro, efecto de polaridad y la recombinación iónica, como se describe en la Sección 4.4.3. Nref

D,w,Qo es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para la cámara de referencia en la calidad Q0 y k ref

Qcross,Qo es el factor de corrección de la calidad de haz para la cámara de referencia.

En la práctica para minimizar el efecto de cualquier variación en la salida del acelerador, las lecturas Mref

Qcross y MxQcross deben ser los promedios

MrefQcross/M

emQcross y Mx

Qcross/Mem

Qcross respectivamente, medidos con relación a un monitor externo. Idealmente, el monitor externo debe colocarse dentro del maniquí a la profundidad de referencia zref, pero desplazado lateralmente a una distancia de 3 ó 4 cm del centro de la cámara.

Normalmente, la calidad de calibración Q0 para la cámara de referencia será el 60Co y el valor para k ref

Qcross,Qo se obtiene de la Tabla 18. En caso de que Q0 sea un haz de electrones de alta energía, el valor para k ref

Qcross,Qo debe ser deducido usando el procedimiento de la Sección 3.2.1:

donde k refQcross,Qint y k ref

Qo,Qint se toman de la Tabla 19.

refQQ

refQwDx

Q

refQx

QwD crosscross

cross

crosskN

M

MN

00 ,,,,, =(27)

refQQ

refQQref

QQ k

kk cross

cross

int0

int

0

,

,, =

(28)

107

TABLA 19. VALORES CALCULADOS DE kQ PARA VARIOS TIPOS DE CAMARAS CALIBRADAS EN HACES DE ELECTRONES, EN FUNCION DE LA CALIDAD DEL HAZ R50 (los datos se obtienen usando valores para las razones de poderes de frenado y los factores de perturbación como se muestra en el Anexo II y tomando el valor Qint = 7.5 g/cm 2)

Calidad del haz R50 (g/cm2) Tipo de cámara de ionizacióna 1.0 1.4 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0 8.0 10.0 13.0 16.0 20.0

Cámaras plano - paralelas para

Attix RMI 449 1.078 1.068 1.055 1.047 1.040 1.034 1.028 1.023 1.019 1.014 1.010 1.003 0.997 0.986 0.972 0.961 0.948 Capmtec PS-033 — — 1.016 1.015 1.014 1.013 1.012 1.010 1.009 1.007 1.006 1.002 0.998 0.990 0.978 0.968 0.955 ExradmPll 1.078 1.068 1.055 1.047 1.040 1.034 1.028 1.023 1.019 1.014 1.010 1.003 0.997 0.986 0.972 0.961 0.948 Holt (Memorial) 1.078 1.068 1.055 1.047 1.040 1.034 1.028 1.023 1.019 1.014 1.010 1.003 0.997 0.986 0.972 0.961 0.948 NACP/Calcam 1.078 1.068 1.055 1.047 1.040 1.034 1.028 1.023 1.019 1.014 1.010 1.003 0.997 0.986 0.972 0.961 0.948 Markus — — 1.038 1.032 1.028 1.024 1.020 1.017 1.014 1.011 1.008 1.003 0.997 0.988 0.976 0.965 0.952 Roos 1.078 1.068 1.055 1.047 1.040 1.034 1.028 1.023 1.019 1.014 1.010 1.003 0.997 0.986 0.972 0.961 0.948

Cámaras cilíndricas Capmtec PR06C — — — — — — 1.012 1.010 1.008 1.006 1.005 1.001 0.999 0.993 0.984 0.976 0.966 (Farmer) Exradin A2 — — — — — — 1.003 1.003 1.002 1.002 1.002 1.001 0.999 0.996 0.991 0.984 0.975 (Spokas) Exradin T2 — — — — — — 1.003 1.003 1.002 1.002 1.002 1.001 0.999 0.996 0.991 0.984 0.975 (Spokas) Exradin Al 2 — — — — — — 1.012 1.010 1.008 1.006 1.005 1.002 0.998 0.993 0.984 0.976 0.965 (Farmer) NE2571 — — — — — — 1.012 1.010 1.008 1.006 1.005 1.001 0.999 0.993 0.984 0.976 0.966 (Guarded Farmer)

108

TABLA 19. (cont.)

NE2581 __ _ __ __ __ _ 1.012 1.010 1.008 1.006 1.005 1.001 0.999 0.993 0.984 0.976 0.966 (Robust Farmer) PTW 3000 1/30010

— — — — — — 1.013 1.010 1.008 1.007 1.005 1.002 0.998 0.992 0.984 0.976 0.965 (Farmer) PTW 30002/30011

— — — — — — 1.013 1.010 1.008 1.007 1.005 1.002 0.998 0.992 0.984 0.976 0.965 (Farmer) PTW 30004/30012

— — — — — — 1.013 1.010 1.008 1.007 1.005 1.002 0.998 0.992 0.984 0.976 0.965 (Farmer) PTW 3 1002/3 1003

— — — — — — 1.014 1.011 1.009 1.007 1.005 1.002 0.998 0.992 0.983 0.974 0.964 (flexible) Victoreen 30-348 — — — — — — 1.015 1.013 1.010 1.008 1.006 1.002 0.998 0.991 0.982 0.973 0.962 Victoreen 30-351 — — — — — — 1.013 1.010 1.008 1.007 1.005 1.002 0.998 0.992 0.984 0.976 0.965 Victoreen 30-349 — — — — — — 1.008 1.006 1.005 1.004 1.003 1.001 0.999 0.995 0.988 0.980 0.971 a Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen con todos los requisitos mínimos descritos en la Sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas por su uso clínico actual.

109

7.6.2. Uso posterior de una cámara calibrada de forma cruzada

La cámara calibrada de forma cruzada con el factor de ca libración N xD,w,Qcross

puede ser usada en lo sucesivo para la determinación de dosis absorbida en agua en un haz del usuario de calidad Q usando la ecuación básica (25):

Los valores para k xQ,Qcross se derivan usando el procedimiento de la Sección

3.2.1: donde k x

Q,Qint y k xQcross,Qint se toman de la Tabla 19. Nótese que lo anterior también

puede ser usado para cámaras calibradas en un laboratorio de calibración en una calidad única Qcross de haz de electrones. 7.7. MEDICIONES EN CONDICIONES DE NO-REFERENCIA 7.7.1. Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central

La medición de la distribución de dosis en profundidad sobre el eje central debe seguir el procedimiento dado en la Sección 7.3.2 para la medición de R50. Si se usa una cámara de ionización, la distribución de ionización en profundidad medida tiene que ser convertida en distribución de dosis en profundidad.32 Para un haz de calidad R50, esto se obtiene por la multiplicación de la corriente de ionización o la carga en cada profundidad z de medición por la razón de poder de frenado sw,air a esta profundidad. Los valores para sw,air se muestran en la Tabla 20 como una función de R50 y de la profundidad relativa z/R50. La interpolación lineal entre los datos de la tabla es suficiente. Estos poderes de frenado son calculados usando la Ec. (66) del Anexo II [91].33

Nótese que este procedimiento omite cualquier variación con la profundidad del factor de perturbación. Esta es una buena aproximación para los tipos de

32 Esta conversión se requiere en el haz de electrones porque los poderes de frenado sw,air de agua - aire cambian rápidamente con la profundidad.

33 Los valores de sw,air derivados del uso directo de esta ecuación por parte del usuario deben ser verificados por la comparación con los valores dados en la Tabla 20.

xQQ

xQwD

xQQw crosscross

kNMD ,,,, = (29)

xQQ

xQQx

QQ

cross

cross k

kk

int

int

,

,, = (30)

110

cámaras plano - parale las con un buen anillo de guarda. Para los tipos de cámaras plano - paralelas que no disponen de un buen anillo de guarda y para las cámaras cilíndricas, los cambios en el factor de perturbación son significativos y deben ser tenidos en cuenta. Desafortunadamente, los datos existentes de los factores de perturbación para estos tipos de cámaras sólo han sido verificados en profundidades cercanas a la de referencia y por lo tanto no es conveniente su uso en otras profundidades, a pesar de su uso común a estas profundidades. El uso de estas cámaras para determinar la distribución de dosis en profundidad es por lo tanto desaprobado. 7.7.2. Factores de campo

Para un haz de electrones dado, los factores de campo deben ser medidos en zmax para tamaños de campo de no-referencia y SSDs usadas para el tratamiento de pacientes. Los factores de campo pueden ser determinados como la dosis absorbida en zmax para un grupo dado de condiciones de no-referencia con relación a la dosis absorbida en zref (o zmax ) en las condic iones apropiadas de referencia. Los usuarios deben ser concientes de la variación de la profundidad zmax del máximo de dosis, particularmente para tamaños de campo pequeños y altas energías.

Para detectores tales como diodos, diamante, etc. el factor de campo será aproximado adecuadamente por la lectura del detector en las condiciones de no-referencia con relación a este en las condiciones de referencia. Si es usada una cámara de ionización, el cociente medido de las corrientes de ionización corregidas o cargas debe ser corregido por la variación en sw,air con la profundidad, usando la Tabla 20. Deben aplicarse también aquí las mismas consideraciones hechas en la Sección 7.7.1 con respecto a los efectos de perturbación. 7.8. EL USO DE MANIQUIES PLASTICOS

Los maniquíes plásticos pueden ser usados solamente en calidades del haz R50<4 g/cm2 (E0 ≤ 10 MeV). Su uso se desaprueba marcadamente puesto que en general ellos son los responsables de grandes discrepancias en la determinación de la dosis absorbida en haces de electrones. No obstante se permite su uso cuando no es posible un posicionamiento exacto de la cámara en el agua, o cuando no se dispone de una cámara impermeable. El criterio que determina la elección del plástico se discute en la Sección 4.2.3.

111

(31)

7.8.1. Ajuste a escala de profundidades TABLA 21. VALORES PARA EL FACTOR DE ESCALA DE PROFUNDIDAD cpl, EL FACTOR DE ESCALA DE FLUENCIA hpl Y LA DENSIDAD NOMINAL ρpl PARA ALGUNOS PLASTICOS. Maniquí plástico cpl hpl ρpl

Agua sólida (WT1) 0.949 1.011 1.020

Agua sólida (RMI-457) 0.949 1.008a 1.030

Agua plástica 0982 0998b 1.013

Agua virtual 0.946 -c 1.030

PMMA 0.941 1.009 1.190

Poliestireno claro 0.922 1.026 1.060

Poliestireno blancod 0.922 1.019 1.060

A-150 0.948 -c 1.127 a Promedio de los valores dados en la Ref. [95] por debajo de los 10 MeV. b Promedio de los valores dados en la Ref. [65] por debajo de los 10 MeV. c Dato no disponible. d También llamado poliestireno de alto impacto.

Las profundidades en los maniquíes plásticos, zpl, expresadas en g/cm2, son

obtenidas por la multiplicación de la profundidad en centímetros por la densidad ρpl del plástico en g/cm3 . La densidad del plástico, ρpl, debe ser medida para el lote de plástico en uso en lugar de usando un valor nominal por el tipo de plástico. Las mediciones hechas en un maniquí de plástico a la profundidad zpl se relacionan con la profundidad en agua por:

donde cpl es el factor de escala de profundidad. Los valores de cpl para algunos plásticos están dados en la Tabla 21 [93 – 95]34. Los valores nominales de la

34 En este Código de Práctica, las profundidades zw y zpl se definen en unidades de g/cm2, en

contraste con su definición en centímetros en la Ref. [21]. El factor de escala de profundidad cpl es el cociente del promedio de la profundidad de la penetración electrónica en agua y el plástico [93, 94], donde estas profundidades son también expresadas en g/cm2. Como resultado de este cambio de unidades, y en menor grado por la incorporación de nuevos datos, los valores dados para cpl en la Tabla 21 difieren de aquellos para los Cpl dados en la Tabla VIII de la Ref. [21]. El uso de la

)g/cmen (z g/cm 2pl

2plplpw czz =

112

(32)

(34)

densidad ρpl para cada plástico se muestran también en la tabla. Estos sólo se dan como guía. 7.8.2. Maniquíes plásticos para identificación de la calidad del haz

Si es usado un maniquí de plástico para medir el identificador de la calidad del haz, la magnitud medida es la distribución de semirreducción de la ionización en profundidad en el plástico, R50,ion,pl. El R50,ion en agua se obtiene usando la Ec. (31), esta es:

R50,ion = R50,ion,pl cpl g/cm2 (R50,ion,pl en g/cm2 )35

El identificador de la calidad del haz R50 en agua se obtiene entonces usando la Ec. (23). 7.8.3. Maniquíes plásticos para la determinación de la dosis absorbida en zref

Para determinar la dosis absorbida en agua en la zref de agua usando un

maniquí de plástico, la cámara debe ser colocada en la profundidad de referencia zref,pl llevada a escala en el plástico. Esta se obtiene de la zref en agua usando la Ec. [31] de forma inversa, o sea

zref,pl = zref / cpl g/cm2 (zref en g/cm2 ) (33)

El resto de las condiciones de referencia están en la Tabla 17. Además en el

ajuste a escala de la profundidad, la lectura MQ,pl del dosímetro a la profundidad zref,pl en el plástico debe ser llevada a escala a la lectura equivalente MQ en zref en agua usando la relación

minúscula para cpl denota el uso de estos factores solamente con profundidades expresadas en g/cm2.

35 Los factores cpl se aplican, de manera estricta, sólo para distribución de dosis en profundidad y su uso en la distribución de ionización en profundidades llevadas a escala es una aproximación.

plplQQ hMM ,=

113

Los valores para el factor de escala de la fluencia hpl para algunos plásticos se muestran en la Tabla 21.36 La incertidumbre asociada con el ajuste es la razón principal para evitar el uso de maniquíes plásticos. La dosis absorbida en agua a la zref de agua proviene del valor MQ dado por la Ec. (34) y del uso de la Ec. (25). 7.8.4. Maniquíes plásticos para distribuciones de dosis en profundidad

Cuando se usa un maniquí plástico para determinar la distribución de dosis en profundidad, cada profundidad medida en el plástico debe ser llevada a escala usando la Ec. (31) para brindar la profundidad apropiada en agua. La lectura del dosímetro de cada profundidad también debe ser llevada a escala usando la Ec. (34). Para profundidades más allá de zref,pl (como se muestra en la Ec. (33)), es aceptable el uso del valor de hpl en zref,pl derivado de la Tabla 21. Para pequeñas profundidades, este valor de hpl debe disminuir linealmente al valor de la unidad en la profundidad cero; esto ignora el efecto de las diferencias de retrodispersión en la superficie.

Si es usada una cámara de ionización, la distribución de ionización en profundidad medida debe ser convertida a distribución de dosis en profundidad. Esto se alcanza mediante la multiplicación de la corriente de ionización o carga en cada profundidad por la razón apropiada de poderes de frenado sw,air, como se describe en la Sección 7.7.1.

36 En la Ref. [21], los valores de hpl están dados en función de la energía. En este Código de

Práctica, los maniquíes plásticos pueden ser usados solamente para R50 < 4 g/cm2 (E0 ≤ 10 MeV) y en este rango de energía el valor de hpl para un plástico dado puede ser tomado como una constante con una exactitud aceptable.

114

TABLA 20. RAZONES DE PODERES DE FRENADO DE SPENCER-ATTIX (∆ = 10 keV) DE AGUA - AIRE (sw,air) PARA HACES DE ELECTRONES EN FUNCION DE LA CALIDAD DEL HAZ R50 Y LA PROFUNDIDAD RELATIVA z/R50 EN AGUA (los datos se obtienen usando la Ec. (66) en el Anexo II [91])

Calidad del haz R50 (g/cm2)

1.0 1.4 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0 8.0 10.0 13.0 16.0 20.0

zref (g/cm2): 0.5 0.7 1.1 1.4 1.7 2.0 2.3 2.6 2.9 3.2 3.5 4.1 4.7 5.9 7.7 9.5 11.9 sw,air(zref): 1.102 1.090 1.078 1.070 1.064 1.058 1.053 1.048 1.044 1.040 1.036 1.029 1.022 1.010 0.995 0.983 0.970

Profundidad relativa en agua z/R5Q

0.02 1.076 1.060 1.042 1.030 1.020 1.012 1.004 0.997 0.991 0.986 0.980 0.971 0.963 0.950 0.935 0.924 0.914 0.05 1.078 1.061 1.044 1.032 1.022 1.014 1.006 1.000 0.994 0.988 0.983 0.974 0.965 0.952 0.937 0.926 0.916 0.10 1.080 1.064 1.047 1.036 1.026 1.018 1.010 1.004 0.998 0.992 0.987 0.978 0.970 0.957 0.942 0.931 0.920 0.15 1.083 1.067 1.050 1.039 1.030 1.022 1.014 1.008 1.002 0.997 0.992 0.983 0.975 0.961 0.946 0.935 0.924 0.20 1.085 1.070 1.053 1.043 1.034 1.026 1.019 1.012 1.006 1.001 0.996 0.987 0.979 0.966 0.951 0.940 0.929 0.25 1.088 1.073 1.057 1.046 1.037 1.030 1.023 1.017 1.011 1.006 1.001 0.992 0.984 0.971 0.956 0.945 0.933 0.30 1.091 1.076 1.060 1.050 1.041 1.034 1.027 1.021 1.016 1.010 1.006 0.997 0.989 0.976 0.961 0.950 0.938 0.35 1.093 1.079 1.064 1.054 1.045 1.038 1.032 1.026 1.020 1.015 1.011 1.002 0.995 0.982 0.966 0.955 0.943 0.40 1.096 1.082 1.067 1.058 1.049 1.042 1.036 1.030 1.025 1.020 1.016 1.007 1.000 0.987 0.972 0.960 0.948 0.45 1.099 1.085 1.071 1.062 1.054 1.047 1.041 1.035 1.030 1.025 1.021 1.013 1.006 0.993 0.978 0.966 0.953 0.50 1.102 1.089 1.075 1.066 1.058 1.051 1.046 1.040 1.035 1.031 1.027 1.019 1.012 0.999 0.984 0.971 0.959 0.55 1.105 1.092 1.078 1.070 1.062 1.056 1.051 1.045 1.041 1.036 1.032 1.025 1.018 1.005 0.990 0.977 0.964 0.60 1.108 1.095 1.082 1.074 1.067 1.061 1.056 1.051 1.046 1.042 1.038 1.031 1.024 1.012 0.996 0.984 0.970 0.65 1.111 1.099 1.086 1.078 1.072 1.066 1.061 1.056 1.052 1.048 1.044 1.037 1.030 1.018 1.003 0.990 0.976 0.70 1.114 1.102 1.090 1.082 1.076 1.071 1.066 1.062 1.058 1.054 1.050 1.043 1.037 1.025 1.010 0.997 0.983 0.75 1.117 1.105 1.094 1.087 1.081 1.076 1.072 1.067 1.064 1.060 1.057 1.050 1.044 1.033 1.017 1.004 0.989

115

TABLA 20. (cont.)

0.80 1.120 1.109 1.098 1.091 1.086 1.081 1.077 1.073 1.070 1.066 1.063 1.057 1.051 1.040 1.025 1.012 0.996

0.85 1.123 1.112 1.102 1.096 1.091 1.087 1.083 1.080 1.076 1.073 1.070 1.064 1.059 1.048 1.033 1.019 1.004 0.90 1.126 1.116 1.107 1.101 1.096 1.092 1.089 1.086 1.083 1.080 1.077 1.072 1.067 1.056 1.041 1.028 1.011 0.95 1.129 1.120 1.111 1.106 1.102 1.098 1.095 1.092 1.090 1.087 1.085 1.080 1.075 1.065 1.050 1.036 1.019 1.00 1.132 1.124 1.115 1.111 1.107 1.104 1.101 1.099 1.097 1.095 1.092 1.088 1.083 1.074 1.059 1.045 1.028 1.05 1.136 1.127 1.120 1.116 1.113 1.110 1.108 1.106 1.104 1.102 1.100 1.096 1.092 1.083 1.069 1.055 1.037 1.10 1.139 1.131 1.125 1.121 1.118 1.116 1.115 1.113 1.112 1.110 1.109 1.105 1.102 1.093 1.079 1.065 1.046 1.15 1.142 1.135 1.129 1.126 1.124 1.123 1.122 1.120 1.119 1.118 1.117 1.114 1.111 1.104 1.090 1.075 1.056 1.20 1.146 1.139 1.134 1.132 1.130 1.129 1.129 1.128 1.128 1.127 1.126 1.124 1.121 1.115 1.101 1.086 1.066

116

TABLA 22. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA a DE Dw,Q EN LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA Y PARA UN HAZ DE ELECTRONES, BASADA EN UNA CAMARA CALIBRADA EN RADIACION GAMMA DE 60 Co

Incertidumbre relativa (%)

Tipo de cámara usuario Cilíndrica Plano - paralela Magnitud física o procedimiento

Rango de calidad del haz R50≥4 g/cm2 R50≥1 g/cm2

Paso 1: Laboratorio de calibración

Factor ND,w de calibración del patrón secundario en el LPCD

0.5 0.5

Estabilidad a largo plazo del patrón secundario

0.1 0.1

Factor ND,w de calibración del dosímetro del usuario en el LSCD

0.4 0.4

Incertidumbre combinada del paso 1b 0.6 0.6 Paso 2: Haz de electrones del usuario

Estabilidad a largo plazo del dosímetro del usuario

0.3 0.4

Establecimiento de las condiciones de referencia

0.4 0.6

Lectura MQ del dosímetro respecto al monitor del haz

0.6 0.6

Corrección k i para las magnitudes de influencia

0.4 0.5

Corrección kQ para la calidad del haz (valores calculados)

1.2 1.7

Incertidumbre combinada del paso 2 1.5 2.0 Incertidumbre combinada de Dw,Q (pasos 1 + 2)

1.6 2.1

a Ver la Guía ISO para la expresión de la incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los estimados dados en la tabla deben ser considerados valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre aportada por los laboratorios en

117

los factores de calibración y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario.

b Una cámara de usuario calibrada directamente en un LPCD tendrá una incertidumbre ligeramente menor para el paso 1. Sin embargo, esto no tiene un efecto significativo en la incertidumbre combinada de la determinación de la dosis absorbida en agua en el haz de referencia del usuario.

7.9. INCERTIDUMBRE ESTIMADA EN LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN CONDICIONES DE REFERENCIA

Las incertidumbres estimadas se presentan en dos tablas: la Tabla 22 para las determinaciones de dosis absorbida en agua basada en un factor de calibración en 60Co y la Tabla 23 para las determinaciones de dosis absorbida basada en la calibración en un haz de electrones de alta energía con R50 ∼ 10 g/cm2 (E0 ∼ 23 MeV). En cada tabla, los estimados se muestran para ambos tipos de cámaras, cilíndricas y plano - paralelas, (nótese que R50 no debe ser menor de 4 g/cm2 cuando se usa una cámara cilíndrica). La incertidumbre estimada no se muestra para la determinación de dosis absorbida en otras profundidades que no sea zref, aunque estas pueden ser grandes cuando se usan maniquíes plásticos. La incertidumbre de los factores kQ,Qo se analiza en el Anexo II.

Si son usados los valores medidos para kQ,Qo en lugar de los calculados, la incertidumbre combinada en la determinación de la dosis absorbida en agua puede ser reducida considerablemente. Por ejemplo, si para una cámara plano - paralela son medidos los valores de kQ (o sea, los relativos a 60 Co) con una incertidumbre estándar de alrededor de 0.8%, la incertidumbre estimada global en la determinación de dosis absorbida en agua en zref en un haz de electrones se reduce de 2.1 a 1.5%.

118

TABLA 23. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA a DE Dw,Q EN LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA Y PARA UN HAZ DE ELECTRONES, BASADA EN UNA CAMARA CALIBRADA EN UN HAZ DE ELECTRONES DE ALTA ENERGIA

Incertidumbre relativa (%)

Tipo de cámara usuario Cilíndrica Plano - paralela Magnitud física o procedimiento Rango de calidad del haz R50≥4 g/cm2 R50≥1 g/cm2

Paso 1: LPCD

Factor ND,w de calibración del dosímetro del usuario en el LPCD

0.7 0.7

Incertidumbre combinada del paso 1 0.7 0.7 Paso 2: Haz de electrones del usuario


0.3 0.4


0.4 0.6


0.6 0.6

Corrección k i para las magnitudes de influencia

0.4 0.5

Corrección kQ para la calidad del haz (valores calculados)

0.9 0.6


1.4 1.4

a Ver la Guía ISO para la expresión de la incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los estimados dados en la tabla deben ser considerados valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre aportada por los laboratorios en los factores de calibración y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario. La incertidumbre en la determinación de la dosis absorbida en agua basada en

una cámara plano - paralela calibrada de forma cruzada en un haz de electrones de alta energía (respecto a una cámara cilíndrica que tiene un factor de calibración en

119

términos de dosis absorbida en agua en un haz de 60Co) merece una especial atención debido a las simplificaciones que deben tenerse en cuenta. Combinando la Ec. (29) (el uso de una cámara calibrada de forma cruzada), la Ec. (27) (el factor de calibración cruzado) y la Ec. (4) (la ecuación básica para kQ) la expresión final para la dosis absorbida en agua es donde para mejor claridad, los subíndices denotando la calidad de referencia “Co-60” han sido escrito explícitamente (en lugar de Q0). Nótese aquí que sw,air y Wair en Qcross no aparecen por simplificación. Las tres lecturas de la cámara se pondrán en correlación hasta cierto punto, y se considera razonable una incertidumbre combinada de 0.8% para las tres. La incertidumbre de ND,w,Co-60 es de 0.6%. Los cocientes de las razones de poderes de frenado sw,air y de Wair son de 0.5% cada una (ver Tabla 40 en el Anexo II). El cociente de los factores de perturbación p para la cámara plano - paralela en dos calidades de electrones es de 0.4% (los cuatro componentes de la Tabla 41 en el Anexo II). El cociente de los factores de perturbación p para la cámara cilíndrica es de 1.0% (los cuatro componentes de la Tabla 40). De este modo, un estimado aproximado y consistente de la incertidumbre combinada de Dw,Q es 1.6%.

cylCo

cylQ

ppQ

ppQ

Coair

Qair

Coairw

QairwcylCowDpp

Q

cylQpp

QQw p

p

p

p

W

W

s

sN

M

MMD cross

crosscross

cross

606060,

,60,,, )(

)(

)(

)(

−−−−= (35)

120

7.10. FORMULARIO Determinación de la dosis absorbida en agua en un haz de electrones Usuario: ____________________________________ Fecha: _____________ 1. Unidad de tratamiento radiante y condiciones de referencia para la

determinación de Dw,Q.

Acelerador: _______________________ Energía nominal: ____________ MeV

Tasa de dosis nominal: ____________ UM/min R50 medido: ___________ g/cm2

obtenido de � ionización � curvas de dosis

Maniquí de referencia: � agua � plástico

Tamaño de campo de referencia: ______ cm x cm SSD de referencia: 100 cm

Calidad del haz, Q (R50,w):____ g/cm2

Prof. de ref. zref,w= 0.6R50 – 0.1: _____ g/cm2


Modelo cámara de ionización: _________ No. Serie: ________ Tipo: � pp � cil

Pared/ventana Cámara material: _____________ espesor: _________ g/cm2

Camisa de la cámara/cubierta impermeable

material: ______________ espesor: _________ g/cm 2

Ventana del maniquí material: _____________ espesor: _________ g/cm2


ND,w,Qo = __________ � Gy/nc � Gy/div

Calidad de calibración Q0: � 60Co � haz de electrones

Prof. calibración: _____ g/cm2

Si en un haz de electrones, R50: ________ g/cm 2

Cond. de referencia para calibración

P0: _____ kPa T0: _____ oC Hum. Rel. _____ %

Potencial de polarización V1: _____ V

Polaridad de calib.: � +ve � -ve � corr. por

Polaridad usuario: � +ve � -ve efecto de pol.

Laboratorio de calibración: ______________________ Fecha: ______________

Modelo electrómetro: _______________________ No. Serie: ________________

Calibrado por separado de la cámara: � sí � no Rango: _______________

121

Si es positivo, laboratorio de calibración: ______________ Fecha: ____________

3. Maniquí

Maniquí de agua material ventana: ___________ espesor: _______ g/cm2

Maniquí plástico material ventana: _________ densidad: ________ g/cm3

Factor de escala de profundidad cpl: _______ prof. de ref.

zref,pl = zr e f / cpl : ______ g/cm2

Factor de escala de fluenciab: hpl = ________________

4. Lectura del dosímetro c y correcciones por magnitudes de influencia

Lectura del dosímetro no corregida en V1 y polaridad del usuario: ____ � nC � div

Unidades correspondientes del monitor _____________ UM

Cociente de la lectura del dosímetro y las unidades del monitor:

M1 = ____________ � nC/UM � div/UM

(i) Presión P: ____ kPa Temp T: ____ oC Hum.Rel.(si se conoce):____ %

(ii) Factor de calibración del electrómetrod kelec: � nC/div � adimensional kelec=____

(iii) Corrección por polaridade

lectura en + V1: M+ = ______ lectura en – V1: M- = ______


Voltajes de polarización: V1(normal)= ____V V2(reducido)= _______ V

Lecturas f en cada V: M1 = ________ M2 = _________

Cociente de voltajes V1/V2 = _____ Cociente de lecturas M1/M2 = ______

Usar Tabla 9 para un haz de tipo: � pulsado � pulsado - barrido

a0 = _________ a1 = _________ a2 = __________


( )( ) P

PTT

kTP0

02.2732.273

++

=

_________2

=+

= −+

MMM

k pol

hg,2

2

12

2

110 _____=

+

+=

MM

aMM

aaks

122

MQ = Q1 hpl kTP kelec kpol ks = ______________ � nC/UM � div/UM

5. Dosis Absorbida en agua en la profundidad de referencia, z ref

El factor de corrección Q para la calidad del haz del usuario:

Si Q0 es 60Co, la Tabla 18 muestra kQ,Qo = _____________

Si Q0 en un haz de electrones, la Tabla 19 muestra kQ,Qint=_____ kQo,Qint=_____

Si kQ,Qo se deriva de series de calibraciones en haces de electrones kQ,Qo=_______

Laboratorio de calibración: ________________ Fecha: ____________

Dw,Q(z ref) = MQ ND,w,Qo kQ,Qo = _______________ Gy/UM

6. Dosis absorbida en agua en la profundidad zmax de máximo de dosis

Profundidad de máximo de dosis: zmax = __________ g/cm 2

Por ciento de dosis en profundidad en zref para un tamaño de campo __ cm x __ cm:

PDD (zref = ________ g/cm2) = __________ %

Calibración en dosis absorbida del monitor en zmáx:

Dw,Q(z máx) = 100 D w,Q(zr e f)/PDD(zr e f) = ___________ Gy/UM

a Nótese que si Q 0 es 60Co, ND,w,Qo se denota por ND,w. b Si se usa un maniquí de agua, se fija el factor de escala de la fluencia en hpl=1. c Todas las lecturas deben ser chequeadas por fuga y corregidas de ser necesario. d Si el electrómetro no se ha calibrado separadamente, kelec=1. e M en el denominador de kpol denota la lectura en la polaridad del usuario.

Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M (M+ o M- ) y la lectura de un monitor externo, Mem. Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado corrección por polaridad. En caso contrario kpol se determina de acuerdo a:

lectura en +V1 para la calidad Q 0: M+=____ lectura en -V1 para la calidad Q0: M- =____

________int0

int

0,

,, ==

QQ

QQQQ k

kk

123

f Rigurosamente, las lecturas deben ser corregidas por el efecto de la polaridad

(promedio de ambas polaridades). Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M1 o M2 y la lectura de un monitor externo, Mem.

g Chequear que h Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado una corrección por

recombinación. En caso contrario el factor k´s = ks/ks,Qo debe ser usado en lugar de ks. Cuando Q0 es 60Co, ks,Qo (del laboratorio de calibración) será cercano a la unidad y el efecto del no uso de esta ecuación será despreciable en la mayoría de los casos.

( )

( ) ___________

0

=

+

+

=−+

−+

Q

Qpol

MMM

MMM

k

11

121

21

−−

≈−VVMM

ks

124

8. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE RAYOS X DE KILOVOLTAJE DE BAJA ENERGIA

8.1 GENERALIDADES

Esta Sección proporciona un Código de Práctica para dosimetría de referencia (calibración de haces) y recomendaciones para la dosimetría relativa en haces de rayos X con capas de semirreducción de hasta 3 mm de aluminio y generadores con potenciales de hasta los 100 kV. Está basada en un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w,Qo para un dosímetro en un haz de referencia de calidad Q0 .

Este rango de calidades de haces es citado aquí como rango de rayos X de baja energía.

La división en rangos de baja y media energías (esta última presentada en la Sección 9), tiene la intención de reflejar los dos tipos diferentes de terapia radiante para los cuales son usados los rayos X de kilovoltaje, la “superficial” y la “profunda” (de “ortovoltaje”). El límite definido entre los dos rangos en esta Sección y en la próxima no es estricto y existe un solapamiento entre los 80 kV, 2 mm Al y los 100 kV, 3 mm Al. En esta región de solapamiento los métodos de ambas secciones son igualmente satisfactorios y debe ser usado aquel que resulte más conveniente.

Existe una disponibilidad limitada de patrones de dosis absorbida en agua en el rango de rayos X de kilovoltaje. Sin embargo, es posible obtener factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua a partir de factores de calibración de kerma en aire usando uno de los códigos de prácticas aceptados (ver Anexo I). Así, cualquier laboratorio de calibración con patrones de kerma aire puede de este modo proporcionar calibraciones derivadas en términos de dosis absorbida en agua. Aunque este proceso es formalmente equivalente a que el usuario obtenga una calibración de kerma en aire y aplique de forma individual el mismo código de práctica de kerma en aire, esto tiene la ventaja de permitir el uso extendido de la metodología unificada que se presenta aquí, en un campo de la dosimetría donde los métodos estándares son notablemente escasos.

La dosimetría de rayos X de baja energía ha sido basada tradicionalmente en mediciones en aire de exposición o de kerma de aire. La dosis absorbida en la superficie del agua es obtenida de esta medición por la conversión de la exposición o kerma en aire a dosis absorbida en agua y la aplicación de un factor de corrección por el efecto de retrodispersión. Esta es aun la base de la mayor parte de los códigos de práctica corrientes de dosimetría para rayos X de baja energía [17, 96, 97]. El código de práctica de la OIEA [17] también incluye la opción de basar la dosimetría en mediciones hechas en un maniquí de dispersión total, usando una cámara que ha

125

sido calibrada directamente en términos de dosis absorbida en agua montada en el maniquí. Esta es la aproximación tomada en el presente Código de Práctica, expresada en los términos del formalismo dado en la Sección 3. TABLA 24. ESPESOR TOTAL DE MATERIALa REQUERIDO PARA EL EQUILIBRIO

Poliestireno PMMAb Mylar kV

mg/cm2 mm mg/cm2 mm mg/cm2 mm

50 4.0 0.045 4.4 0.04 4.6 0.035

60 5.5 0.060 6.1 0.050 6.4 0.045

70 7.2 0.080 8.0 0.065 8.3 0.060

80 9.1 0.100 10.0 0.085 10.5 0.075

90 11.1 0.120 12.2 0.105 12.9 0.090

100 13.4 0.140 14.7 0.125 15.4 0.110 a El espesor especificado se toma que sea igual al alcance csda de electrones

secundarios de máxima energía, como se muestra en la Ref.[66]. b Polymethyl methacrylate, también conocido como acrílico. Los nombres

comerciales son Lucite, Plexiglas o Perspex. 8.2. EQUIPAMIENTO DOSIMETRICO 8.2.1. Cámaras de ionización

Las recomendaciones con respecto a las cámaras de ionización dadas en la Sección 4.2.1 deben ser seguidas. La cámara debe ser del tipo des ignado para el uso con rayos X de baja energía, como muestra la Tabla 5. El espesor de la ventana de la cámara debe ser suficiente para permitir el equilibrio del espectro de electrones secundarios. Este espesor también prevendrá de los electrones secundarios generados en el espacio entre el blanco y la entrada a la cámara. Si la cámara será usada con rayos X de 50 kV o más, generalmente será necesario adicionar láminas de un material similar a la ventana de la cámara para asegurar el equilibrio. El espesor total requerido (incluido el espesor de la pared de la cámara) para varios tipos de plásticos se muestra en la Tabla 24. Si no se puede igualar el valor exacto de la tabla, entonces debe ser usada una lámina ligeramente más gruesa, ya que siempre que la atenuación de los rayos X para el espesor adicional sea despreciable, se podrá asegurar el equilibrio.

126

El punto de referencia de la cámara con propósitos de calibración en el laboratorio y para mediciones en condiciones de referencia en el haz del usuario se toma en el exterior de la ventana de la cámara, en el centro de dicha ventana (o en el exterior de la lámina de equilibrio si esta es usada). Este punto se coloca para que esté al mismo nivel de la superficie frontal del maniquí. La cámara, el maniquí y cualquier lámina de equilibrio deben ser calibradas juntas en el laboratorio, a la misma SSD y tamaño de campo usados para la dosimetría de referencia en la clínica. Debido a las grandes variaciones en la respuesta energética de cámara a cámara no se recomienda el uso de un grupo de valores genéricos de kQ,Qo para un tipo en particular de cámara. 8.2.2. Maniquíes

Las recomendaciones respecto a los maniquíes dadas en las Secciones 4.2.3 y 4.2.4 deben ser seguidas. El maniquí debe permitir que la cámara sea montada con la cara exterior de su ventana a nivel con la superficie del mismo. Esto normalmente no es posible usando un maniquí de agua, así que debe usarse un maniquí de plástico. Es ideal que se use un material equivalente a agua para trabajar con rayos X de kilovoltaje pero también es aceptable el PMMA (Perspex, Lucite, etc.)37. Ya que el sistema maniquí/cámara es calibrado en términos de dosis absorbida en agua en la superficie, no son necesarias conversiones ni de dosis ni de profundidad, independientemente del tipo de plástico utilizado. El maniquí debe extenderse al menos en 5 g/cm2 en la dirección del haz y en la dirección lateral debe ser suficientemente mayor que el tamaño del campo de referencia utilizado de forma que asegure que todo el haz primario emerja a través de la cara posterior del maniquí.

37 El PMMA es aceptable para un maniquí que sea usado sólo para mediciones en la superficie.

Esto se debe a que el maniquí necesita reproducir sólo la retrodispersión y no la atenuación o la dispersión en profundidad. La cámara es calibrada en el maniquí en condiciones de referencia del tamaño del campo y la SSD, y cuanto más similares sean a las condiciones de referencia en la clínica, la diferencia entre el PMMA y el agua será más pequeña. En las mediciones de los factores de campo en otros tamaños de campo y SSDs, sólo influye el cociente de la retrodispersión en las diferentes geometrías, el cual debe ser similar al del agua. Aunque el PMMA no es equivalente al agua, la retrodispersión es típicamente un orden menor que la dosis absorbida en la superficie, y la diferencia en la retrodispersión entre el agua y el PMMA es además otro orden menor. Por consiguiente la discrepancia típica global no será mayor de 1%

127


FIG. 10. Factores de calibración de kerma en aire para una cámara PTW M23342 en función del potencial del generador y el HVL en el rango de 15 – 100 kV. Datos medidos en el NRL.

Es bien conocido lo deseable que es usar más de un parámetro de calidad del haz para caracterizar un espectro de rayos X de kilovoltaje para dosimetría [98, 99]. Las magnitudes usadas habitualmente son el potencial del generador de kilovoltaje (kV) y la capa de semirreducción (HVL). Sin embargo, es frecuente que no sea posible hacer corresponder el kV y el HVL de cada haz clínico con los haces del laboratorio de calibración. Por tanto, el indicador primario de calidad del haz ha sido tradicionalmente el HVL. Este es el indicador de calidad del haz usado en este Código de Práctica para los rayos X de baja energía.

A pesar del hecho de que los protocolos anteriores de dosimetría pa ra rayos X de kV han usado sólo el HVL como indicador de calidad, estos protocolos no tienen incluido ningún análisis acerca de la incertidumbre surgida de esta elección. Este es un componente de la incertidumbre que no debe ser pasado por alto.

N K,Q para una cámara PTW M 23342N K,Q para una cámara PTW M 23342

128

Desafortunadamente, no existe suficiente trabajo experimental publicado que indique cómo los factores de calibración en término de dosis absorbida en agua varían independientemente con los kV y HVL. Algunas indicaciones pueden ser adquiridas del factor de calibración de kerma en aire NK,Q para la cámara PTW M23342 en el rango de los haces típicos usados en radioterapia (ver Fig. 10). Para un HVL dado, el factor de calibración varía en un poco más de 2%. Sin embargo, este no es un verdadero indicativo de la variación de ND,w ya que no toma en cuenta la respuesta de la cámara a la dispersión proveniente del maniquí, ni el factor de conversión de kerma en aire a dosis en agua. Sólo se puede presumir que la variación de ND,w,Q será similar a la de NK,Q . Para los tipos de cámaras recomendados en este Código de Práctica se toma un cálculo conservador de 1.5% para una incertidumbre estándar de tipo B (ver Anexo IV.3).

Debe notarse que el concepto de HVL se basa en la respuesta del dosímetro a la kerma en aire. El desarrollo de un nuevo indicador de calidad para los rayos X basado en la magnitud dosis absorbida en agua (posiblemente en un cociente de las dosis a diferentes profundidades) que puede ser adoptado por versiones futuras de este Código de Práctica será bienvenido.

Es preferible por supuesto, donde sea posible, tener un dosímetro calibrado en las mismas combinaciones de kV y HVL que el de los haces clínicos. En caso de no ser posible, los datos de calibración deben ser obtenidos para haces con los HVL de menor y de mayor valor y obtener el resto de los valores deseados por interpolación (ver el formulario). 8.3.2. Medición de calidad del haz

El material convencional usado para la determinación del HVL en haces de rayos X de baja energía es el aluminio. El HVL se define como el espesor de un absorbente que reduce la tasa de kerma en aire de un haz estrecho de rayos X en un punto distante respecto a la lámina absorbente a un 50% en comparación con la tasa de kerma en aire para un haz no atenuado.

Debido a la absorción en aire de los rayos X de baja energía, el HVL varía con la distancia del blanco emisor de rayos X. Por lo tanto, el HVL de un haz de rayos X de baja energía debe ser, hasta donde sea posible, medido con la cámara a la misma SCD a la que va ser usada para las mediciones de dosis absorbida. Si la distancia desde el blanco emisor a la cámara es menor de 50 cm, la dispersión desde los filtros agregados puede afectar el resultado. Esto puede ser chequeado usando diferentes tamaños de campo y extrapolando el tamaño del campo hasta cero si es necesario.

El arreglo ideal es colocar en la mitad de la distancia aproximadamente entre el blanco y la cámara una apertura de colimación que reduzca el tamaño de campo lo suficiente para abarcar justamente el total de la cámara. No debe existir otro

129

material dispersor en el haz hasta 1 m por detrás de la cámara. Los filtros adicionales para la medición de HVL se colocan cerca de la apertura en combinaciones de espesores que abarquen el espesor de HVL a ser determinado. El espesor que reduce la tasa de kerma en aire a la mitad se obtiene por interpolación.

Realmente, es medida la corriente de ionización o la carga integrada en el tiempo de exposición y no la tasa de kerma en aire. Esta diferencia es particularmente relevante para haces ligeramente filtrados. Debe ser usada una cámara de pared fina con una respuesta a energía que varía menos del 2% en el rango de calidades medidas 38. Si se requiere, debe ser agregada una lámina de equilibrio a la ventana de la cámara como se describe en la Sección 8.2.1.

Debe ser usada una cámara monitora para prevenir resultados falsos debido a variaciones en la salida de rayos X. Debe tenerse mucho cuidado en que la respuesta de la cámara monitora no se afecte por el aumento de la dispersión debido a la colocación de filtros en el haz. Si no se dispone de una cámara monitora los efectos de variaciones en la salida pueden ser minimizados aleatorizando la secuencia de mediciones de la tasa de kerma en aire sin filtros adicionales al inicio y al final de las mediciones.

La pureza del aluminio usado para las mediciones del HVL debe ser del 99.9%. Para una guía adicional en la determinación de HVL ver las Ref. [33, 71, 98, 100]. 8.4. DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA 8.4.1. Condiciones de referencia


38 Pueden obtenerse errores en la medición del HVL de hasta un 10% cuando se usa una

cámara Farmer en un haz de 100 kV ligeramente filtrado. Si la respuesta a energía de la cámara varía en más del 2% en el rango de calidades, entonces cada medición debe ser convertida a medición de kerma en aire usando un factor de calibración de kerma en aire apropiado para cada haz filtrado o no filtrado. Este es un proceso interactivo ya que el mismo factor de calibración está determinado por el HVL.

130

TABLA 25. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN HACES DE RAYOS X DE BAJA ENERGIA Magnitud de influencia Valor o características de referencia

Material del maniquí Plástico equivalente a agua o PMMA

Tipo de cámara Plano - paralelas para rayos X de baja energía

Profundidad de medición zref Superficie del maniquí


En el centro de la superficie exterior de la ventana de la cámara o de la lamina de equilibrio adicional si esta es usada.a

SSD Distancia usual de tratamiento determinada por el aplicador de referencia.b

Tamaño del campo 3 cm x 3 cm, ó 3 cm de diámetro, o el determinado por el aplicador de referencia.b

a El punto de referencia de la cámara es la superficie exterior ya que el factor de calibración ND,w,Q está dado en términos de dosis absorbida en la superficie del agua.

b Se debe seleccionar como aplicador de re ferencia uno con un tamaño de campo igual (o de lo contrario ligeramente mayor) que el tamaño de campo de referencia.

8.4.2. Determinación de la dosis absorbida en condiciones de referencia.

El formalismo general se muestra en la Sección 3. La dosis absorbida en agua en al superficie del agua, en un haz de rayos X de baja energía de calidad Q y en ausencia de la cámara, está dada por Dw,Q = MQ ND,w,Qo kQ,Qo (36) donde MQ es la lectura del dosímetro con el punto de referencia de la cámara colocado en zref de acuerdo con las condiciones de referencia dadas en la Tabla 25 y corregida por las magnitudes de influencia de temperatura y presión, y la calibración del electrómetro, como se describe en el formulario (ver además la Sección 4.4.3). Nótese que las correcciones por polaridad y la recombinación de iones son difíciles de medir en el tipo de cámara recomendado para rayos X de baja energía debido a la distorsión electrostática de la ventana de la cámara. Sin embargo, los efectos serán despreciables si se mantiene la misma polaridad que fue

131

usada para la calibración y la tasa de dosis absorbida sea menor que unos pocos grays por segundo (ver Ref. [101]). ND,w,Qo es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para el dosímetro en la calidad de referencia Q0 y kQ,Qo es un factor específico de la cámara que corrige por las diferencias entre la calidad Q0 del haz de referencia y la calidad Q del haz que está siendo usada. Nótese también que la corrección por el error del temporizador puede ser significativa. Esta corrección no es multiplicativa por tanto es tratada en el formulario de forma separada. 8.5. VALORES PARA kQ,Qo

No es posible calcular los valores de kQ,Qo usando la teoría de Bragg-Gray ya que una cámara de pared fina en la superficie de un maniquí no representa una cavidad de Bragg-Gray. Por lo tanto, los valores para kQ,Qo deben ser obtenidos directamente de mediciones. Los valores genéricos, medidos para un tipo de cámara en particular, no deben ser usados para otras debido a las grandes variaciones en la respuesta energética de cámara a cámara.

Idealmente, los datos de la calibración para el dosímetro deben ser presentados como un único factor de calibración ND,w,Qo determinado en un haz de referencia de calidad Q0 y uno o varios factores kQ,Qo medidos que corresponden a otras calidades de calibración, Q. Sin embargo, si los datos de la calibración están en forma de un grupo de factores de calibración ND,w,Q , entonces una de las calidades debe ser seleccionada como calidad de haz de referencia Q0.39 El factor de calibración correspondiente será ND,w,Qo y el resto de los factores de calibración ND,w,Q se expresarán en términos de kQ,Qo usando la relación

Si la calidad del haz del usuario no se iguala a ninguna de las calidades de calibración, el valor para kQ,Qo a usar en la Ec. (36) puede ser interpolado (ver formulario).

Una cámara calibrada en una serie de calidades de haz pudiera ser recalibrada en lo sucesivo sólo en la calidad de referencia Q0. En este caso el nuevo valor para ND,w,Qo debe ser usado con los valores para kQ,Qo medidos previamente. Sin embargo, debido a la particular sensibilidad de las cámaras de ionización a cambiar la respuesta energética para rayos X de baja energía, es preferible que estas cámaras sean recalibradas cada vez en todas las calidades del haz. En particular, si ND,w,Qo

39 La selección en este sentido no es crítica, la calidad correspondiente al factor ND,w,Q con la

menor incertidumbre es la apropiada, en otro caso usar la calidad más cercana a la mitad del rango.

0

0,,

,,,

QwD

QwDQQ N

Nk = (37)

132

varía en una cantidad mayor que la incertidumbre reportada para la calibración, o se ha realizado alguna reparación a la cámara, entonces el dosímetro debe ser recalibrado en todas las calidades. 8.6. MEDICIONES EN CONDICIONES DE NO-REFERENCIA 8.6.1. Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central

Se puede obtener un estimado de las distribuciones de dosis en profundidad de la literatura [81]. Sin embargo, si se desea, la distribución de dosis en profundidad puede ser medida usando la misma cámara que es usada para la dosimetría de referencia y un maniquí equivalente a agua.

Láminas finas del material del maniquí equivalente a agua para el uso con rayos X de kilovoltaje se colocan sobre la cámara en el maniquí y el maniquí se mueve hacia detrás a la misma distancia para mantener la SSD constante. Las especificaciones del fabricante para el material deben citar que es equivalente a agua dentro de un pequeño por ciento en el rango de energía de interés. Esto debe ser verificado comparando con los datos publicados. El PMMA no es adecuado para la medición de distribuciones de dosis en profundidad, aun cuando es usado como material del maniquí para dosimetría de referencia. Rigurosamente, este procedimiento proporciona más bien una distribución de ionización en profundidad que una distribución de dosis en profundidad. Sin embargo, si la respuesta de la cámara es razonablemente constante (dentro del 5%) con la ca lidad del haz, el error introducido al asumir que la distribución de dosis en profundidad es la misma que la distribución de ionización en profundidad probablemente no sea mayor que un pequeño porciento para cualquier profundidad de interés clínico. 8.6.2 . Factores de campo

Para las aplicaciones clínicas, se requieren los factores de campo para todas las combinaciones de SSD y tamaños de campo usados para los tratamientos de radioterapia. El factor de campo es el cociente de la lectura corregida del dosímetro en la superficie para un grupo dado de condiciones de no-referencia y la hecha en condiciones de referencia (las condiciones de referencia se muestran en la Tabla 25).

Debido a la significativa contribución de la dispersión proveniente del interior del aplicador, no es lo suficientemente exacta la estimación de los factores de campo para diferentes aplicadores usando el cociente de los factores de retrodispersión correspondientes a los respectivos tamaños de campo. El factor de campo debe ser medido pa ra cada calidad de haz y cada aplicador individual.

133

Si se usa un maniquí de PMMA, la respuesta de la cámara para diferentes tamaños de campo no será exactamente la misma como sería con un maniquí de agua, debido a la diferencia en la retrodispersión (ver nota 37 a pie de página). Sin embargo, ya que el factor de campo es un cociente de mediciones, este efecto puede no provocar un error mayor del 1%, particularmente si el tamaño de campo de referencia está en la mitad del rango de los tamaños usados en la clínica. 8.7. INCERTIDUMBRE ESTIMADA EN LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN CONDICIONES DE REFERENCIA

Existe actualmente una experiencia práctica muy pequeña en patrones primarios de dosis absorbida para rayos X de baja energía. La incertidumbre en la determinación de ND,w,Q directamente de un patrón primario se asume será de 1%. Alternativamente, si el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua se obtiene de un patrón de kerma en aire, la incertidumbre en la determinación de ND,w,Q se estima de un 3%. En el último caso, la incertidumbre de ND,w,Q domina la incertidumbre global.

La estabilidad de un buen dosímetro en una serie de lecturas es típicamente mejor que un 0.1%, pero la temperatura de la cámara puede tener una incertidumbre de al menos ±1o C debido al calentamiento del tubo de rayos X. El rendimiento de rayos X de algunos equipos depende del voltaje de la línea, la temperatura del tubo, y el control del operador de la corriente del tubo y del voltaje. Esta variación se minimiza cuando las exposiciones son controladas por una cámara monitora, pero es raro disponer de estas en equipos dedicados sólo a rayos X de baja energía, donde las fluctuaciones del rendimiento para una serie de tiempos de exposición idénticos pueden ser del orden del 5%. Esta incertidumbre debe ser estimada por separado por el usuario a partir de la desviación estándar de un conjunto de al menos cinco exposiciones de duración similar a los tiempos de tratamiento típicos. Esto no se incluye en el presente análisis.

Ya que la SSD es frecuentemente muy corta en los equipos de rayos X de baja energía, es difícil lograr una reproducibilidad en el posicionamiento que resulte en una incertidumbre en la determinación de dosis absorbida en agua mejor que el 1%, así que es esta la incertidumbre que se le asigna al establecimiento de las condiciones de referencia.

Para la dosimetría de rayos X de baja energía, los valores para kQ,Qo se obtienen directamente de los factores de calibración ND,w,Q . Si el valor de ND,w,Qo usado en la Ec. (36) es el mismo que el usado en la Ec. (37), entonces la incertidumbre en el producto kQ,QoND,w,Qo es precisamente la incertidumbre en ND,w,Q junto con un 1.5% adicional para tener en cuenta la incertidumbre en la realización de la calibración y el establecimiento de los haces del usuario en base al HVL. Sin embargo, si el

134

ND,w,Qo usado en la Ec. (36) es diferente porque ha sido obtenido de una calibración subsecuente del dosímetro, entonces la incertidumbre en kQ,Qo se incrementa por la falta de correlación entre el nuevo ND,w,Qo y el usado para calcular kQ,Qo. Esto conlleva a un incremento en la incertidumbre estándar combinada de Dw,Q de alrededor de 0.2%. Las incertidumbres están resumidas en la Tabla 26. TABLA 26. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA a DE Dw,Q EN LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA PARA UN HAZ DE RAYOS X DE BAJA ENERGIA

Magnitud física o procedimiento Incertidumbre relativa estándar (%)

Paso 1: Laboratorio de calibración LSCD LSCD LPCD LPCD

Factores ND,w,Qo y NK del patrón secundario en el LPCD

1.0 0.5

Estabilidad a largo plazo del patrón secundario

0.1 0.1

Factor de calibración del dosímetro del usuario en el laboratorio

Patrón de dosis absorbida 0.5 1.0

Derivado del patrón de kerma en aire 3.0 3.0

Incertidumbre combinada en el Paso 1: 1.2 3.0 1.0 3.0 Paso 2: Haz de rayos X del usuario


0.3


1.0

Lectura MQ del dosímetro respecto al temporizador o al monitor del haz

0.1

Corrección por las magnitudes de influencia k i

0.8

Corrección por la calidad del haz kQ,Qo 1.5

Incertidumbre combinada en el Paso 2 2.0 Incertidumbre estándar combinada de Dw,Q (pasos 1 + 2)

2.3 3.6 2.2 3.6

135

a Ver la Guía ISO para la expresión de la incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los estimados dados en la tabla deben ser considerados valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre aportada por los laboratorios en los factores de calibración y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario.

136

8.8. FORMULARIO Determinación de la dosis absorbida en agua en un haz de rayos X de baja energía Usuario: ___________________________________ Fecha: _____________ 1. Unidad de tratamiento radiante y condiciones de referencia para la determinación

de D w,Q.

Equipo de rayosX: __________________ Potencial nominal del tubo: ________ kV

Corriente nominal del tubo: _________ mA Calidad del haz Q(HVL): _______mmAl

Maniquí de referencia: ____________ Prof. de referencia: superficie del maniquí

Material de láminas añadidas: ______________ Espesor: ________________mm

Tamaño del campo de referencia: __________ cm x cm SSD de referencia: cm


Modelo cámara de ionización: _______________ No. Serie: ________

Material de Pared de Cámara: _____________ espesor: _________ g/cm 2

Factor de calibración de dosis absorbida en agua

ND,w,Qo = __________ � Gy/nc � Gy/div

Calidad del haz de referencia Q0(HVL): _______________ mmAl

Cond. de referencia para calibración P0: _____ kPa T0: _____ oC Hum. Rel. _____ %


Polaridad de calib.: � +ve � -ve � corr. por efecto

Polaridad usuario: � +ve � -ve de polaridad

Laboratorio de calibración: _________________________ Fecha: ______________

Modelo electrómetro: _______________________ No. Serie: ________________

Calibrado por separado de la cámara: � sí � no Rango fijado: _______________

Si es positivo, laboratorio de calibración: ________________ Fecha: ____________

3. Lectura del dosímetro a y correcciones por magnitudes de influencia

Lectura del dosímetro no corregida en V1 y polaridad del usuario: _______ � nC � div

Tiempo correspondiente _____________ min

Cociente de la lectura del dosímetro y el tiempob: M = ________ � nC/min � div/min

(i) Presión P: _____ kPa Temperatura T : ____ oC Hum.Rel.(si se conoce):____ %

137

(ii) Factor de calibración del electrómetroc kelec : � nC/div � adimensional kelec=____________

Lectura corregida del dosímetro en el voltaje V:

MQ = M kTP kelec = ______________ � nC/min � div/min

4. Tasa de dosis absorbida en agua en la superficie del maniquí

Factor de corrección para la calidad Q del haz del usuario: kQ,Qo = _________

en Q 0 (HVL) = ______________ mm Al

Laboratorio de calibración: ___________________ Fecha: ___________

ó Factor de corrección de la calidad del haz interpolado:

(kQ,Qo)1 = ___________ en HVL1 = _______ mm Al Fecha: __________

(kQ,Qo)2 = ___________ en HVL2 = _______ mm Al Fecha: __________

Calibración en la tasa de dosis absorbida en la superficie del maniquí:

Dw,Q(superficie) = MQ ND,w,Qo kQ,Qo = _______________ Gy/min

a Todas las lecturas deben ser chequeadas por fuga y corregidas de ser necesario. b El error del temporizador debe ser tomado en cuenta. La corrección en el voltaje V

puede ser determinada de acuerdo con: MA es la lectura integrada en el tiempo τA MA = _______ τA = ________ min MB es la lectura integrada en n exposiciones cortas de tiempo tB/n cada una (2≤n≤5) MB = _________ tB = __________ min n = _______ El error del temporizador

c Si el electrómetro no se ha calibrado separadamente, kelec=1.

( ) ( ) ( )[ ] _________lnlnlnln

12

11,2,1,, 0000

=

−−

−+=HVLHVL

HVLHVLkkkk QQQQQQQQ

minMnM

tMtM

BA

BAAB _________=−−

=τ

τ+=

A

A

tM

M � nC/min � div/min

( )( ) P

PTT

kTP0

02.2732.273

++

=

(el signo de τ debe ser tomado en cuenta)

138

9. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE RAYOS X DE KILOVOLTAJE DE MEDIA ENERGIA

9.1. GENERALIDADES

Esta sección proporciona un Código de Práctica para dosimetría de referencia (calibración de haces) y recomendaciones para la dosimetría relativa para haces de rayos X con capas de semirreducción (HVL) mayores de 2 mm de aluminio y potenciales de generación mayores de 80 kV. El método se basa en un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w,Qo para un dosímetro en un haz de referencia de calidad Q0.

Este rango de calidades de haces está referido aquí como rango de rayos X de media energía. La división en rangos de baja y media energías (la primera presentada en la Sección 8), tiene la intención de reflejar los dos tipos diferentes de terapia radiante para los cuales son usados los rayos X de kilovoltaje, la “superficial” y la “profunda” (de “ortovoltaje”). El límite definido entre los dos rangos en esta Sección y en la anterior no es estricto y existe un solapamiento entre los 80 kV, 2 mm Al y los 100 kV, 3 mm Al. En esta región de solapamiento los métodos de ambas secciones son igualmente satisfactorios y debe ser usado aquel que resulte más conveniente.

Existe una disponibilidad limitada de patrones de dosis absorbida en agua en el rango de rayos X de kilovoltaje. Sin embargo, es posible obtener factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua a partir de factores de calibración de kerma en aire usando uno de los códigos de prácticas aceptados (ver Anexo II). De este modo, cualquier laboratorio de calibración con patrones de kerma aire puede proporcionar calibraciones derivadas en términos de dosis absorbida en agua. Aunque este proceso es formalmente equivalente a que el usuario obtenga una calibración en kerma en aire y aplique de forma individual el mismo código de práctica de kerma en aire, esto tiene la ventaja de permitir el uso amplio de la metodología unificada aquí presente, en un campo de la dosimetría donde los métodos estándares son notablemente escasos.

La mayoría de los códigos de práctica para la dosimetría de rayos X de kilovoltaje especifican que, para al menos una parte del rango de energía, la dosimetría está basada en la medición de kerma directamente en aire. La dosis absorbida en la superficie de un maniquí de agua se obtiene entonces convirtiendo la kerma en aire a dosis absorbida en agua y por el uso de los factores de retrodispersión calculados por el Método de Monte Carlo [17, 96, 97]. En este Código de Práctica, debido a que la dosis absorbida es medida directamente, todas las mediciones están hechas en un maniquí de agua.

Actualmente los rayos X de media energía son usados para entregar una dosis terapéutica en un intervalo de profundidad desde unos pocos milímetros hasta unos

139

pocos centímetros de tejido. Esto está en contradicción con el antiguo uso de esta modalidad de terapia radiante, donde los tratamientos eran con frecuencia más profundos. En consecuencia, la profundidad de referencia tradicional de 5 g/cm2 para la medición en agua se reduce en este Código de Práctica a 2 g/cm2. 9.2. EQUIPAMIENTO DOSIMETRICO 9.2.1. Cámaras de ionización

Las recomendaciones respecto a las cámaras de ionización dadas en la Sección 4.2.1 deben ser seguidas. Para la dosimetría de referencia en haces de rayos X de media energía se recomiendan solamente las cámaras de ionización cilíndricas con un volumen de la cavidad en el intervalo de 0.1 - 1.0 cm3.

El punto de referencia de una cámara cilíndrica para propósitos de calibración en laboratorios y para mediciones en condiciones de referencia en el haz del usuario se toma en el eje de la cámara, en el centro del volumen de la cavidad. Este punto se coloca en la profundidad de referencia de 2 g/cm2 en el maniquí de agua.

Fig. 11. Variación de cámara a cámara en kQ para siete cámaras de ionización, todas del tipo M23331. Los valores están normalizados a 60Co (datos medidos en PTB)

140

Para un mismo tipo de cámara, las variaciones de la respuesta energética de cámara a cámara pueden ser significativas y, al igual que para los rayos X de baja energía, cada dosímetro debe ser calibrado individualmente en un intervalo de calidades de haces convenientes para permitir la interpolación a las calidades de haces clínicos (ver Fig. 11). No se recomienda que se utilicen valores genéricos de kQ,Qo para un tipo de cámara particular. La cámara debe ser calibrada en la misma SSD y tamaño de campo en el que va a ser usada para la dosimetría de referencia en la clínica. 9.2.2. Maniquíes y camisas de las cámaras

Las recomendaciones respecto a los maniquíes y camisas de las cámaras dadas en las Secciones 4.2.3 y 4.2.4 deben ser seguidas. Como medio de referencia para las mediciones de dosis absorbida con haces de rayos X de energía media se recomienda el agua. El maniquí debe sobrepasar al menos en 5 cm las dimensiones de los cuatro lados del mayor tamaño de campo utilizado en la profundidad de medición. Debe también tener un margen de al menos 10 g/cm2 más allá de la profundidad máxima de medición.

En haces horizontales, la ventana del maniquí debe ser de plástico y de un espesor twin entre 0.2 cm y 0.5 cm. El espesor equivalente a agua (en g/cm2) de la ventana del maniquí debe ser tomado en cuenta cuando se evalúa la profundidad a la cual será colocada la cámara; el espesor se calcula como el producto twin ρpl donde ρpl es la densidad másica del plástico (en g/cm3). Para los plásticos usados comúnmente, PMMA y poliestireno claro, pueden usarse los valores nominales ρPMMA = 1.19 g/cm3 y ρpoliestireno = 1.06 g/cm3 [64] para el cálculo del espesor equivalente a agua de la ventana.

Para cámaras no sumergibles en agua debe ser usada una camisa impermeable, hecha de PMMA, y preferiblemente de un espesor no mayor de 1.0 mm. El espacio de aire entre la pared de la cámara y la camisa debe ser suficiente (0.1 - 0.3 mm) para permitir equilibrar la presión del aire en la cámara. La misma camisa de la cámara que fue usada para la calibración de la cámara de ionización del usuario debe ser usada para la dosimetría de referencia. Si no es posible usar la misma camisa de la cámara impermeable que fue usada durante la calibración en el laboratorio, entonces debe ser usada otra del mismo material y de espesor similar.


Es perfectamente conocido que es deseable el uso de más de un parámetro de calidad del haz para caracterizar un espectro de rayos X de kilovoltaje para la dosimetría [98, 99]. Las magnitudes usuales empleadas son el potencial del generador de kilovoltaje (kV) y el HVL. Sin embargo, frecuentemente no es posible hacer correponder ambos, el

141

kV y el HVL del haz clínico con los haces del laboratorio de calibración. Por tanto, el indicador primario de la calidad del haz ha sido tradicionalmente el HVL, y este es el usado en este Código de Práctica.40

Fig. 12. Factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para una cámara NE 2571 en función del kV y el HVL. Estos han sido obtenidos a partir de factores de calibración en kerma en aire medidos en el NRL y convertidos a dosis absorbida usando los factores dados en la ref. [99].

40 Otros identificadores de la calidad del haz son propuestos por la ICRU en las Ref. [98, 99],

incluyendo la identificación de dos puntos en términos de lo que se ha llamado razón de descenso ("fall-off"). Una proposición reciente para el uso del cociente de dosis absorbida a los 2 cm y 5 cm de profundidad de agua [102] es prometedora pero necesita más investigación. Este cociente es probablemente para relacionar la energía media de los rayos X en la profundidad de medición en el maniquí, el cual potencialmente es un mejor identificador del haz que el HVL, que se mide en aire. Como puede notarse en la Sección 8, el HVL se basa en mediciones de kerma en aire y requiere un conocimiento de la respuesta del dosímetro a kerma en aire. El desarrollo de un nuevo indicador de calidad para rayos X de kV basado en la magnitud dosis absorbida en agua, más apropiado para este Código de Práctica, sería muy bien acogido.

ND,w,Q para una cámara NE 2571

142

Hasta ahora son insuficientes los datos experimentales disponibles para conocer como el ND,w,Qo de una cámara para rayos X de energía media varía con el HVL y el potencial generador evaluados independientemente. Sin embargo, se puede obtener alguna información de la Fig. 12, la cual muestra un gráfico de ND,w,Q para una cámara NE 2571 en función del HVL y el kV en un intervalo típico de calidades de haces de terapia. Estos valores han sido obtenidos de datos de NK,Q (factor de calibración de kerma en aire) usando factores de conversión dados por Seuntjens [99]. Los datos sugieren que la variación en ND,w,Q que surgen por el uso solamente del HVL como indicador de calidad del haz debe ser del orden del 1%. Se toma por tanto, un cálculo conservador del 1.0% como una incertidumbre estándar de tipo B resultante (ver Anexo IV.3).

Por supuesto es preferible, donde sea posible, tener el dosímetro calibrado en las mismas combinaciones de kV y HVL que las de los haces clínicos del usuario. Pero, si esto no es posible, los datos de calibración deben ser obtenidos para los haces con HVLs inferiores y superiores, y los valores deseados deben ser obtenidos por interpolación (ver el formulario). 9.3.2. Medición de la calidad del haz

En haces de rayos X de media energía, son usados el aluminio y el cobre para determinar el HVL. El HVL se define como el espesor de un absorbente que, en un punto de referencia distante de la lámina absorbente, reduce la tasa de kerma en aire de un haz estrecho de rayos X al 50%, comparado con la tasa de kerma en aire para un haz no atenuado.

La configuración ideal es colocar aproximadamente en la mitad de la distancia entre el blanco de rayos X y la cámara, una apertura de colimación que reduzca el tamaño del campo lo suficiente para abarcar justamente la cámara completa. No debe haber otro material dispersor en el haz hasta 1 m por detrás de la cámara. Los filtros añadidos para la medición del HVL se colocan cerca de la apertura en combinaciones de espesores que abarquen el espesor de HVL a ser determinado. El espesor que reduce la tasa de kerma en aire a la mitad se obtiene por interpolación.

Precisamente, lo que se mide es la corriente de ionización o la carga integrada por tiempo de exposición, no la tasa de kerma en aire. Esta diferencia es particularmente relevante para haces ligeramente filtrados. Debe ser usada una cámara con una respuesta energética que varíe en menos del 2% en el intervalo de calidades medidas.41

41 Pueden obtenerse errores en la medición del HVL de hasta un 10% cuando se usa una

cámara Farmer en un haz de 100 kV ligeramente filtrado. Si la respuesta energética de la cámara varía en más del 2% en el intervalo de calidades, entonces cada medición debe ser convertida a medición de kerma en aire usando un factor de calibración de kerma en aire apropiado para cada haz filtrado o no filtrado. Este es un proceso interactivo ya que el propio factor de calibración se determina a partir del HVL.

143

Debe ser usada una cámara monitora para prevenir resultados falsos debido a la variación en la salida de los rayos X. Se debe tener mucho cuidado en que la respuesta del monitor no esté afectada por el incremento de la dispersión debido a la colocación de más filtros en el trayecto del haz. Si no se dispone de una cámara monitora, los efectos de la variación en la salida pueden ser minimizados aleatorizando la secuencia de medición y midiendo la tasa de kerma en aire sin filtros adicionales al inicio y al final de la medición.

La pureza del aluminio o del cobre usado para las mediciones del HVL debe ser del 99.9%. Para una guía adicional en la determinación de HVL ver las Ref. [33, 71, 98, 100]. 9.4. DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA 9.4.1. Condiciones de referencia

Las condiciones de referencia para la determinación de la dosis absorbida en agua se muestran en la Tabla 27. TABLA 27. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN HACES DE RAYOS X DE MEDIA ENERGIA Magnitud de influencia Valor o características de referencia


Tipo de cámara Cilíndrica

Profundidad de medición zrefa 2 g/cm2


En el eje central, en el centro del volumen de la cavidad.

SSD Distancia usual de tratamiento.b

Tamaño del campo 10 cm x 10 cm, o como se determine por el aplicador de referencia.c

a zref es la profundidad de referencia en el maniquí en la cual se coloca el punto de referencia de la cámara (ver Sección 9.2.1).

b Si son usados aplicadores de diferente SSD, entonces debe ser seleccionado como de referencia el de mayor SSD.

c Cuando el equipo de rayos X tiene un colimador rectangular ajustable, entonces debe fijarse un tamaño de campo de 10 cm x 10 cm. De lo contrario si el campo

144

se define por aplicadores fijos, debe ser seleccionado un aplicador de referencia de dimensiones comparables.


El formalismo general se muestra en la Sección 3. La dosis absorbida en agua a

la profundidad de referencia zref en agua, en un haz de calidad Q de rayos X de media energía y en ausencia de la cámara, está dada por


donde MQ es la lectura del dosímetro con el punto de referencia de la cámara colocado a zref de acuerdo con las condiciones de referencia dadas en la Tabla 27 y corregida por las magnitudes de influencia de temperatura y presión, polaridad y calibración del electrómetro, como se describe en el formulario (ver además la Sección 4.4.3). La corrección por polaridad es probablemente despreciable. Sin embargo, debe ser chequeada al menos una vez y está estipulada en el formulario. Alternativamente, si la misma polaridad que fue usada para la calibración es usada siempre para las mediciones clínicas, el efecto se cancelará. La recombinación de iones es despreciable cuando la tasa de dosis absorbida es menor que unos pocos grays por minuto (ver Ref. [101]). ND,w,Qo es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para el dosímetro en la calidad de referencia Q0, y kQ,Qo es un factor específico de la cámara que corrige por las diferencias entre la calidad de referencia del haz Q0 y la calidad Q real del haz que está siendo usado. Nótese además que la corrección por el error del temporizador puede ser significativa. Esta no es una corrección multiplicativa y por tanto es tratada de forma separada en el formulario. 9.5. VALORES DE kQ,Qo

La teoría de Bragg-Gray no puede ser aplicada a las cámaras de ionización en rayos X de media energía [103] y por tanto los valores de kQ,Qo deben ser obtenidos directamente de las mediciones. Los valores genéricos, medidos para un tipo particular de cámara, no deben ser usados debido a las grandes variaciones de cámara a cámara de kQ,Qo con el HVL (ver Fig. 11).

Los datos de calibración para el dosímetro deben ser presentados preferiblemente como un único factor de calibración ND,w,Qo determinado en la calidad Q0 del haz de referencia y uno o más factores kQ,Qo medidos correspondientes a otras calidades Q de calibración. Sin embargo, si los datos de calibración están en forma de un grupo de factores de calibración ND,w,Q entonces

145

una de las calidades debe ser elegida como calidad del haz de referencia Q0 . Si el dosímetro ha sido calibrado también en un haz de 60 Co, este debe ser tomado como la calidad de referencia. Pero si las calibraciones han sido hechas sólo en rayos X de media energía, entonces una de las calidades debe ser seleccionada como calidad del haz de referencia Q0.42 El factor de calibración correspondiente se convierte en ND,w,Qo y los otros factores de calibración ND,w,Q se expresan en términos de kQ,Qo usando la relación

Si la calidad del haz del usuario no se iguala a ninguna de las calidades de calibración, el valor de kQ,Qo a ser usado en la Ec. (38) puede ser interpolado (ver formulario).

Una cámara calibrada en una serie de calidades de haces puede ser recalibrada en lo sucesivo en la calidad de referencia Q0 solamente. En este caso, el nuevo valor de ND,w,Qo debe ser usado con los valores de kQ,Qo previamente medidos. Sin embargo, debido a la particular sensibilidad de las cámaras de ionización a los cambios de la respuesta con la energía de los rayos X de media energía, es preferible que las cámaras sean recalibradas cada vez en todas las calidades. Particularmente, si ND,w,Qo cambia en una cantidad mayor que la incertidumbre indicada por la calibración, o ha sido necesario hacer alguna reparación a la cámara, entonces el dosímetro debe ser recalibrado en todas las calidades. 9.6. MEDICIONES EN CONDICIONES DE NO-REFERENCIA 9.6.1. Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central

La medición en condiciones de referencia formulada en este Código de Práctica proporciona una dosis absorbida en agua a la profundidad de 2 g/cm2 en agua. Con el fin de relacionar esta medición con la dosis a otras profundidades es a menudo necesario obtener la distribución de dosis en profundidad sobre el eje central. Un estimado de la distribución de dosis en profundidad puede ser obtenida de la literatura [81]. Sin embargo, es improbable que los datos publicados se igualen exactamente al kV y al HVL del haz clínico. Por lo tanto, se recomienda que las distribuciones de dosis en profundidad sean medidas para cada haz clínico.

A pesar de que los rayos X de kilovoltaje han sido usados en radioterapia por algunas décadas, los métodos de dosimetría relativa no han sido extensamente

42La selección aquí no es crítica; la apropiada es la calidad correspondiente al factor ND,w,Q

con la menor incertidumbre, en caso contrario se tomará una calidad cercana a la mitad del rango.

0

0,,

,,,

QwD

QwDQQ N

Nk = (39)

146

investigados. De acuerdo con Seuntjens y Verhaegan [104], una cámara cilíndrica de tipo Farmer que es apropiada para dosimetría de referencia, debe tener una respuesta en un maniquí razonablemente independiente de la profundidad y del tamaño de campo. Sin embargo, una cámara de este tipo no puede ser usada de manera confiable en profundidades de menos de 0.5 cm. Dependiendo del tamaño de campo y de la energía del haz, puede existir una significativa variación en la dosis absorbida en los primeros milímetros de profundidad de la distribución de dosis (ver Fig. 13).

Es posible medir la distribución de dosis en profundidad usando una cámara de ionización pequeña en un tanque de barrido automático, como el usado para la dosimetría relativa en haces de electrones y fotones de altas energías, o usando una cámara plano - paralela del tipo usado para dosimetría de electrones de alta energía [105]. Esta tiene la ventaja de permitir mediciones a profundidades de menos de 0.5 cm. Sin embargo, estos tipos de cámaras no están designadas para el uso en rayos X de kV y así la relación entre la distribución de ionización en profundidad y la distribución de dosis en profundidad (en profundidades mayores de 0.5 cm) debe ser determinada por comparación con una cámara cilíndrica tipo Farmer en un número adecuado de profundidades. (La profundidad de la medición de una cámara cilíndrica en un maniquí se toma como la profundidad del eje central de la cámara) En la mayoría de los casos, las diferencias entre los dos tipos de cámaras será probablemente no mayor que un pequeño porciento [100, 106]. Se puede ganar una mayor confianza en la exactitud de un tipo de cámara en particular comparándola con los datos publicados [81], al menos para haces para los cuales los datos se encuentran disponibles.

Debido a la superposición en los intervalos de baja y media energías de los rayos X, el método de medición de la dosis en profundidad usando un maniquí de plástico como se describe en la Sección 8.6.1. puede ser usado por debajo de los 100 kV y un HVL de 3 mm de aluminio. El uso del método puede ser posible para mayores kV o HVL, pero sólo debe ser usado un maniquí plástico que haya dado muestras de obtener mediciones que concuerden dentro de un pequeño porciento con las mediciones en un maniquí de agua. Cuando se hacen mediciones cerca de la superficie, debe haber suficiente espesor de material que garantice el equilibrio de los electrones secundarios. El espesor total requerido puede ser estimado del alcance csda de los electrones de máxima energía en el material usado (ver Tabla 24 para 80 – 100 kV o la Ref. [64]).

Algunos detectores usados rutinariamente para escanear haces de alta energía (fotones, electrones, etc.) no son adecuados para el uso en rayos X de media energía por la variación excesiva de su respuesta respecto a las calidades de haces de kilovoltaje. La dosimetría fílmica y los diodos semiconductores son, por esta razón, no recomendables. Algunos materiales TLD son convenientes, pero antes de su uso su respuesta energética debe ser chequeada respecto a una cámara de ionización.

147

FIG. 13. Datos de dosis en profundidad para rayos X de media energía. Los datos son tomados de la Ref. [81]. Detalles del haz: 2, 4 y 8 mm de Al; 10 cm de diámetro; 20 cm de SSD; 0.5, 1 y 3 mm de Cu, 10 cm x 10 cm, 50 cm de SSD.

9.6.2. Factores de campo

Para las aplicaciones clínicas, se requieren los factores de campo para todas las combinaciones de SSD y tamaños de campo usados en los tratamientos de radioterapia. El factor de campo para rayos X de media energía es el cociente de la dosis absorbida en la superficie de un maniquí de agua para una SSD y un tamaño de campo dados, y la dosis absorbida medida en condiciones de referencia (las condiciones de referencia se muestran en la Tabla 27). Generalmente no es posible realizar mediciones confiables directamente en la superficie de un maniquí puesto que debe haber suficiente profundidad para garantizar el equilibrio de los electrones secundarios. El método recomendado en este Código de Práctica para obtener el factor de campo para cada combinación de SSD y tamaño de campo es la medición de la dosis absorbida en agua a una profundidad de 2 g/cm2 respecto a la dosis absorbida medida en condiciones de referencia para esa calidad de haz, y entonces obtener la dosis absorbida en la superficie por extrapolación usando la distribución de dosis en profundidad medida como se describe en la Sección 9.6.1.

148

9.7. INCERTIDUMBRE ESTIMADA EN LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN CONDICIONES DE REFERENCIA

Existe muy poca experiencia práctica en patrones de dosis absorbida para rayos X de media energía. La incertidumbre en ND,w,Qo determinada directamente de un patrón primario se toma aquí igual a 1%. Alternativamente, si la dosis absorbida en agua es obtenida de un patrón de kerma en aire, la incertidumbre en la determinación de ND,w,Qo se estima en un 3%. En el último caso, la incertidumbre de ND,w,Qo prevalece en la incertidumbre global.

El rendimiento de rayos X de algunos equipos depende del voltaje de la línea, la temperatura del tubo y del control del operador de la corriente y el voltaje del tubo. Esta incertidumbre debe ser estimada separadamente por el usuario a partir de la desviación estándar de un grupo de al menos cinco exposiciones de duración similar a la de tratamientos típicos. Esta no se incluye en este análisis.

Debido a que el gradiente de dosis para los haces en el límite inferior del rango de energía puede llegar a ser de 1% por milímetro, pueden existir dificultades en lograr que la reproducibilidad en el posicionamiento a profundidad sea mejor que 1%, así que esta incertidumbre es asociada al establecimiento de las condiciones de referencia.

Para la dosimetría de rayos X de media energía, los valores para kQ,Qo son obtenidos directamente de los factores de calibración ND,w,Q. Si el valor de ND,w,Qo usado en al Ec. (38) es el mismo que el usado en la Ec. (39), entonces la incertidumbre del producto de kQ,QoND,w,Qo es precisamente la incertidumbre de ND,w,Q junto con un 1.0% adicional para considerar la incertidumbre de hacer corresponder los haces de la calibración y del usuario en base al HVL. Sin embargo, si el ND,w,Qo usado en al Ec. (38) es diferente porque ha sido obtenido de una calibración ulterior del dosímetro, entonces la incertidumbre en kQ,Qo aumenta debido a la falta de correlación entre el nuevo ND,w,Qo y el usado para calcular los kQ,Qo. Esto resulta en un incremento en la incertidumbre estándar combinada de Dw,Q de hasta un 0.5%.

Las incertidumbres están resumidas en la Tabla 28.

149

TABLA 28. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA a DE Dw,Q EN LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA PARA UN HAZ DE RAYOS X DE MEDIA ENERGIA

Magnitud física o procedimiento Incertidumbre relativa estándar

(%)

Paso 1: Laboratorio de calibración LSCD LSCD LPCD LPCD

Factor ND,w,Qo o NK del patrón secundario en el LPCD

1.0 0.5

Estabilidad a largo plazo d el patrón secundario 0.1 0.1

Factor de calibración ND,w,Qo del dosímetro del usuario en el laboratorio

Patrón de dosis absorbida 0.5 1.0

Derivado del patrón de kerma en aire 3.0 3.0

Incertidumbre combinada en el Paso 1: 1.2 3.0 1.0 3.0 Paso 2: Haz de rayos X del usuario


0.3

Establecimiento de las condiciones de referencia 1.0

Lectura MQ del dosímetro respecto al temporizador o al monitor del haz

0.1

Corrección por las magnitudes de influencia k i 0.8

Corrección por la calidad del haz kQ,Qo 1.0

Incertidumbre combinada en el Paso 2 1.6 Incertidumbre estándar combinada de Dw,Q (pasos 1 + 2)

2.0 3.4 1.9 3.0

a. Ver la Guía ISO para la expresión de la incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los estimados dados en la tabla deben ser considerados valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre aportada por los laboratorios en los factores de calibración y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario.

150

9.8. FORMULARIO Determinación de la dosis absorbida en agua en un haz de rayos X de media energía Usuario: ____________________________________ Fecha: _____________ 1. Unidad de tratamiento radiante y condiciones de referencia para la determinación

de D w,Q.

Equipo de r-X: ____________________ Potencial nominal del tubo: ________ kV

Corriente nominal del tubo: _________ mA Calidad del haz Q(HVL): _______mm

� Al � Cu

Maniquí de referencia: ___agua___ Profundidad de referencia: 2 g/cm2

Tamaño del campo de referencia: _________ cm x cm SSD de referencia: cm


Modelo cámara de ionización: _______________ No. Serie: ________

Pared Cámara material: _____________ espesor: _________ g/cm2

Camisa de la cámara impermeable material: _____________ espesor: _________ g/cm2

Ventana del maniquí material: _____________ espesor: _________ g/cm2


ND,w,Qo = __________ � Gy/nc � Gy/lect

Calidad del haz de referencia, Q 0(HVL): _______________ mm � Al � Cu

Cond. de referencia para calibración P0: _____ kPa T0: _____ oC Hum. Rel. _____ %

Potencial de polarización V: _____ V

Polaridad de calib.: � +ve � -ve � corr. por

Polaridad usuario: � +ve � -ve efecto de polaridad

Laboratorio de calibración: _______________________ Fecha: ________________

Modelo del electrómetro: _______________________ No. Serie: ________________

Calibrado por separado de la cámara: � sí � no Rango: _______________

Si es positivo, laboratorio de calibración: ________________ Fecha: ____________

3. Lectura del dosímetroa y correcciones por magnitudes de influencia

Lectura del dosímetro no corregida en V y polaridad del usuario: _______ � nC � div

151

Tiempo correspondiente _____________ min

Cociente de la lectura del dosímetro y el tiempob: M = _________ � nC/UM � div/UM

(i) Presión P: _____ kPa Temperatura T : _____ oC Hum.Rel.(si se conoce):____ %

(ii) Factor de calibración del electrómetroc kelec: � nC/lect � adimensional kelec=____

(iii) Corrección por polaridadd lect en +V: M+ = _______ lect en –V: M- = _______

Lectura corregida del dosímetro en el voltaje V:

MQ = M k TP kelec kpol = ______________ � nC/min � div/min


Factor de corrección para la calidad del haz del usuario Q : kQ,Qo = _________

en Q0 (HVL) = ______________ mm � Al � Cu

Laboratorio de calibración: ___________________ Fecha: ___________

o Factor de corrección de la calidad del haz interpolado:

(kQ,Qo)1 = _________ en HVL1 = _________ mm � Al � Cu Fecha: _____________

(kQ,Qo)2 = _________ en HVL2 = _________ mm � Al � Cu Fecha: _____________

Calibración de la tasa de dosis absorbida en la z ref :

D w,Q(z ref) = MQ ND,w,Qo kQ,Qo = _______________ Gy/min

5. Tasa de dosis absorbida en agua a la profundidad del máximo de dosis

Profundidad de máximo de dosis: zmax = ______ g/cm2

Por ciento de dosis en profundidad en z ref para un tamaño de campo de ___ cm x ___ cm: PDD(zr e f = 2 g/cm2) = ________ %

Calibración de la tasa de dosis absorbida en zmax :

D w,Q(zmáx) = 100 Dw,Q(z ref)/PDD(z ref) = _______________ Gy/min

a Todas las lecturas deben ser chequeadas por fuga y corregidas de ser necesario.

( )( ) ________

2.2732.273 0

0=

++

=PP

TT

kTP

________2

=+

= −+

M

MMk pol

( ) ( ) ( )[ ] ________lnlnlnln

12

11,2,1,, 0000

=

−−−+=

HVLHVLHVLHVLkkkk QQQQQQQQ

152

b El error del temporizador debe ser tomado en cuenta. La corrección en el voltaje V puede ser determinada de acuerdo con: MA es la lectura integrada en el tiempo τA

MA = ________ τA = ________ min MB es la lectura integrada en n exposiciones cortas de tiempo tB/n cada una (2≤n≤ 5)

MB = ________ tB = ________ min n = _______ El error del temporizador

c Si el electrómetro no se ha calibrado separadamente, kelec=1. d M en el denominador de kpol denota la lectura con la polaridad del usuario.

Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M (M+ o M- ) y la lectura de un monitor externo Mem.

minMnM

tMtM

BA

BAAB _________=−−

=τ

τ+=

A

A

tM

M � nC/min � div/min

(el signo de τ debe ser tomado en cuenta)

153

10. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE PROTONES 10.1. GENERALIDADES

Esta Sección proporciona un Código de Práctica para dosimetría de referencia (calibración de haces) y recomendaciones para dosimetría relativa en haces de protones con energías en el rango desde 50 MeV hasta 250 MeV. Esta está basada en un factor de calibración ND,w,Qo en términos de dosis absorbida en agua para un dosímetro en un haz de referencia de calidad Qo.43

En el presente, existen dos aplicaciones clínicas fundamentales para haces de protones (ver Ref. [107]). Protones de energías relativamente bajas (menores de 90 MeV) son empleados en el tratamiento de tumores oculares usando tamaños de campo menores de 4 cm x 4 cm y altas tasas de dosis. Protones de energías mayores (por encima de los 150 MeV) son usados para el tratamiento de tumores grandes o profundos. Para estas aplicaciones, los tamaños de campo y las tasas de dosis son similares a las utilizadas cuando se emplean fotones de altas energías.

Una distribución típica de dosis en profundidad para un haz terapéutico de protones se muestra en la Fig. 14(a). Esta consiste en una región donde la dosis aumenta suavemente con la profundidad, llamada “plateau” y una región donde la dosis alcanza el máximo rápidamente, llamada “pico de Bragg”. Las aplicaciones clínicas requieren que una dosis relativamente uniforme sea aplicada en el volumen a tratar, y con este propósito el haz de protones debe ser ‘abierto’ o extendido hacia ambos laterales y en profundidad. Esto se obtiene en la profundidad de tratamiento por la superposición de picos de Bragg de diferentes intensidades y energías. La técnica es llamada “modulación del haz” y crea una región uniforme de alta dosis conocida como ‘pico de Bragg extendido’ (SOBP: ‘spread-out Bragg peak’) (ver la Fig. 14(b)). El ancho del SOBP se define normalmente por el ancho al 95% de la dosis. La extensión del pico de Bragg puede obtenerse por diferentes técnicas de modulación tales como la modulación de la energía [108] o barrido de rastreo o barrido puntual dinámico [107, 109]; por último, la modulación del haz puede ser parte de una más compleja técnica de rastreo en tres dimensiones. Algunos tratamientos usan la región de plateau para tratar un blanco con el pico de Bragg cayendo por fuera del lado más profundo del paciente [110].

Hasta el momento, la dosimetría clínica de protones ha sido basada en diferentes tipos de dosímetros, tales como calorímetros, cámaras de ionización, copas de Faraday,

43Debido a que aun no se dispone de un patrón primario de dosis absorbida en agua para haces

de protones, la radiación gamma de 60Co será usada como calidad de referencia Qo para la dosimetría de protones (ver Sección 10.5)

154

FIG. 14. (a) Distribución de porcientos de dosis en profundidad para un haz de protones de 235 MeV, ilustrando la región de plateau y el pico de Bragg; (b) distribución de porcientos de dosis en profundidad para un haz de protones modulado. En la figura se indican la profundidad de referencia zref (a la mitad del SOBP), el alcance residual Rres a zref usado para identificar la calidad del haz y el alcance práctico Rp. detectores de trazas, sistemas de activación y diodos [108, 111, 112]. Los protocolos existentes de dosimetría de protones [113 – 115] proporcionan recomendaciones para la

Región de plateau

155

dosimetría con cámaras de ionización, basados en calibraciones en aire en un haz de 60Co en términos de exposición o kerma en aire. La referencia [116] aborda además, la determinación de la dosis absorbida en un haz de protones usando cámaras de ionización calibradas en un haz de 60Co en términos de dosis absorbida en agua, sin embargo, proporciona sólo una descripción general con pocos detalles. 10.2. EQUIPAMIENTO DOSIMETRICO 10.2.1. Cámaras de ionización

Las recomendaciones respecto a las cámaras de ionización dadas en la Sección 4.2.1 deben ser seguidas. Ambas cámaras, la cilíndrica y la plano - paralela son recomendadas para el uso como instrumentos de referencia para la calibración de haces clínicos de protones. Sin embargo, la incertidumbre estándar combinada en Dw para cámaras de ionización plano - paralelas será ligeramente mayor que para las cámaras cilíndricas debido a su elevada incertidumbre para pwall en la calidad de haz de referencia de 60Co (ver la Tabla 32 y el Anexo II). Es por ello, que se prefiere el uso de las cámaras de ionización cilíndricas para la dosimetría de referencia; su uso es, no obstante, limitado a haces de protones con calidades Rres ≥ 0.5 g/cm2 en la profundidad de referencia. Las cámaras cilíndricas con paredes de grafito son preferibles a las de paredes de plástico por tener mejor estabilidad a largo plazo y presentar variaciones de cámara a cámara más pequeñas (ver la Sección 4.2.1 y la Fig. 2). El punto de referencia para estas cámaras se toma en el eje central de la cámara, en el centro del volumen de la cavidad; este punto es colocado a la profundidad de referencia en el maniquí.

Las cámaras plano - paralelas pueden ser usadas para dosimetría de referencia en todos los haces de protones, pero deben ser usadas para haces de protones con calidades Rres<0.5 g/cm2 en la profundidad de referencia. Para estas cámaras, el punto de referencia se toma en la superficie interna de la ventana de entrada, en el centro de dicha ventana; este punto se coloca en el punto de interés en el maniquí. El diámetro de la cavidad de la cámara de ionización plano - paralela o la longitud de la cavidad de la cámara de ionización cilíndrica no debe ser mayor que la mitad del tamaño de campo de referencia aproximadamente. Aun más, el diámetro externo de las cámaras de ionización cilíndricas no debe ser mayor que la mitad del ancho del SOBP.

Para la dosimetría relativa, se recomiendan sólo las cámaras de ionización plano - paralelas. Los tipos de cámaras cuyos datos se muestran en este Código de Práctica se presentan en la Tabla 31 de la Sección 10.5.

156

10.2.2. Maniquíes y camisas de las cámaras

Las recomendaciones con respecto a los maniquíes y camisas de las cámaras dadas en las Secciones 4.2.3 y 4.2.4 deben ser seguidas. Como medio de referencia para la determinación de la dosis absorbida y para las mediciones de calidad del haz con haces de protones se recomienda el agua. El maniquí debe sobrepasar al menos en 5 cm a las dimensiones del mayor campo utilizable por sus cuatro lados a la profundidad de medición y además debe extenderse también en 5g/cm2 más allá de la profundidad máxima de medición.

En haces horizontales, la ventana del maniquí debe ser de plástico, de un espesor twin entre 0.2 y 0.5 cm. El espesor “equivalente a agua” (en g/cm2) de la ventana del maniquí debe ser considerado cuando se evalúa la profundidad a la cual se colocará la cámara; el espesor se calculará como el producto twinρpl, donde ρpl es la densidad másica del plástico (en g/cm3 ). Para los plásticos usados comúnmente, PMMA y poliestireno claro, pueden ser usados los valores nominales ρPMMA =1.19 g/cm3 y ρpoliestireno =1.06 g/cm3 [64] para el cálculo del espesor “equivalente a agua” de la ventana.

Para cámaras no sumergibles en agua, debe ser usada una camisa impermeable, hecha de PMMA y preferiblemente de espesor no mayor de 1.0 mm. El espacio entre la pared de la cámara y la camisa debe ser suficiente (0.1 – 0.3 mm) para permitir que se equilibre la presión en la cámara. La misma camisa que sea usada para la calibración de las cámaras de ionización del usuario debe ser usada para la dosimetría de referencia. En caso de no ser posible usar la misma camisa de la cámara que fue usada durante la calibración en el laboratorio, entonces debe ser usada otra del mismo material y de espesor similar. Las cámaras plano - paralelas, en caso de no ser intrínsecamente sumergibles en agua o no poseer una cubierta impermeable, pueden ser usadas en una protección impermeable, preferiblemente de PMMA o un material que sea muy similar al de la pared de la cámara; idealmente, no debe haber más de 1 mm de material añadido por delante y por detrás del volumen de la cavidad.

Los maniquíes plásticos no deben ser usados para dosimetría de referencia en haces de protones puesto que no se conocen los factores requeridos de corrección de la fluencia de agua al plástico hpl. La información sobre el uso de maniquíes plásticos para dosimetría relativa se brinda en la Sección 10.6.3.

157


En protocolos y recomendaciones anteriores de dosimetría de protones [114 – 116], la calidad del haz de protones era identificada por la energía efectiva, la cual se define como la energía de un haz monoenergético de protones que tiene un alcance igual al alcance residual Rres del haz clínico de protones (ver definición más adelante). Esta elección ha sido justificada por la pequeña dependencia de la energía con respecto a las razones de poderes de frenado agua - aire (ver Fig. 21) y por el hecho de que la energía efectiva es muy cercana a la energía máxima en el espectro de energía de los protones en la profundidad de referencia (ver condiciones de referencia en las Tablas 29 y 30).

En este Código de Práctica se selecciona como el indicador de calidad del haz el alcance residual, Rres. Este tiene la ventaja de ser fácilmente medible. Aunque esta elección subestimará ligeramente las razones de poderes de frenado en la mitad del SOBP, este efecto es improbable que exceda el 0.3% [116, 117].

El alcance residual Rres (en g/cm2) en una profundidad z medida se define como

Rres = Rp – z (40)

donde z es la profundidad de medición y Rp es el alcance práctico (ambos expresados en g/cm2), la cual se define [116] como la profundidad a la cual la dosis absorbida más allá del pico de Bragg o del SOBP cae al 10% de su valor máximo (ver Fig. 14(b)). Distinto a con otros tipos de radiación cubiertas en este Código de Práctica, en el caso de los protones la calidad Q no es única para un haz particular, pero también está determinada por la profundidad de referencia zref seleccionada para la medición. 10.3.2. Medición de la calidad del haz

El alcance residual Rres debe obtenerse como resultado de una distribución de dosis en profundidad medida, obtenida usando las condiciones dadas en la Tabla 29. Una cámara plano - paralela es el detector preferible para la medición de la distribución de dosis en profundidad sobre el eje central. En la Sección 10.6 se brinda información adicional de la medición de las distribuciones de dosis en profundidad.

158

TABLA 29. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA CALIDAD DEL HAZ DE PROTONES (Rres) Magnitud de influencia Valor o características de referencia



Punto de referencia de la cámara Para cámaras plano - paralelas, en la superficie interna de la ventana, en el centro de la misma. Para cámaras cilíndricas, en el eje central, en el centro del volumen de la cavidad.


Para cámaras plano - paralelas y cilíndricas, en el punto de interés.

SSD Distancia de tratamiento clínico.


10 cm x 10 cm

Para aplicaciones con campos pequeños (o sea, tratamientos oculares), 10 cm x 10 cm o el mayor campo clínicamente disponible.

10.4. DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA 10.4.1. Condiciones de referencia

Las condiciones de referencia para la determinación de la dosis absorbida en agua en haces de protones se muestran en la Tabla 30. 10.4.2. Determinación de la dosis absorbida en condiciones de referencia

El formalismo general para la determinación de dosis absorbida en agua se muestra en la Sección 3. La dosis absorbida en agua en la profundidad de referencia zref de agua, en un haz de protones de calidad Q y en ausencia de la cámara, está dada por


donde MQ es la lectura del dosímetro con el punto de referencia de la cámara colocado en zref de acuerdo con las condiciones de referencia dadas en la Tabla 30, corregida por las magnitudes de influencia de presión y temperatura, calibración del electrómetro, efecto

159

de polaridad y recombinación iónica como se describe en el formulario (ver también la Sección 4.4.3). ND,w,Qo es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para el dosímetro en la calidad de referencia Q0 y kQ,Qo es el factor específico de la cámara el cual corrige las diferencias entre la calidad Q0 del haz de referencia y la calidad Q que está siendo usada. TABLA 30. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN HACES DE PROTONES Magnitud de influencia Valor o características de referencia


Tipo de cámara Para Rres ≥ 0.5 g/cm2, cilíndrica o plano - paralela

Para Rres < 0.5 g/cm2 , plano - paralela

Profundidad de medición zref Mitad del SOBPa

Punto de referencia de la cámara Para cámaras plano - paralelas, en la superficie interna de la ventana, en el centro de la misma.



Para cámaras plano - paralelas y cilíndricas, en el punto de la profundidad de medición zref.

SSD Distancia de tratamiento clínico.


10 cm x 10 cm, o el usado para la normalización de los factores de campo, siempre que sea mayor.

Para aplicaciones con campos pequeños (o sea, tratamientos oculares), 10 cm x 10 cm o el mayor campo clínicamente disponible.

a La profundidad de referencia puede ser seleccionada en la ‘región de plateau’, a una profundidad de 3 g/cm2, para aplicaciones clínicas con un haz monoenergético de protones (por ejemplo, para irradiaciones en el plateau).

160

10.5. VALORES PARA kQ,Qo

Idealmente, los valores para kQ,Qo deben ser obtenidos por la medición directa de la dosis absorbida en las calidades Q y Q0 , ver Ec. (3), cada una medida en las condiciones de referencia para la cámara de ionización del usuario usada para la dosimetría de protones. Sin embargo, en este momento no están disponibles patrones primarios de dosis absorbida en agua para haces de protones. De esta manera, todos los valores de kQ,Qo para haces de protones dados en este Código de Práctica son obtenidos como resultados de cálculos y están basados en la radiación gamma de 60Co como calidad Q0 de haz de referencia. La notación kQ denota exclusivamente el uso de 60Co como calidad de referencia.

Los valores para kQ son calculados usando la Ec. (4). Los datos para los parámetros físicos en esta ecuación son abordados en al Anexo II. La Fig. 15 muestra los datos calculados para kQ en función del indicador de la calidad del haz Rres para algunos tipos comunes de cámaras de ionización cilíndricas y plano - paralelas. La Tabla 31 presenta los valores calculados para kQ en función de Rres para cámaras de ionización cilíndricas y plano - paralelas. Los valores de kQ para calidades no tabuladas pueden ser obtenidos por interpolación entre los valores tabulados.

10.6. MEDICIONES EN CONDICIONES DE NO-REFERENCIA

La dosimetría clínica requiere de mediciones de distribuciones de porcientos de dosis en profundidad sobre el eje central, de perfiles transversales del haz, de factores de campo, etc. Cada medición debe ser hecha para todas las combinaciones posibles de energía, tamaño de campo y SSD usadas para tratamientos de radioterapia. Las recomendaciones dadas en la Sección 10.2 respecto a la elección de cámaras de ionización y maniquíes deben ser seguidas. 10.6.1. Distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central

Para mediciones de distribuciones de dosis en profundidad se recomienda el uso de cámaras plano - paralelas. La distribución de ionización en profundidad medida debe ser convertida a una distribución de dosis en profundidad debido a la dependencia de la profundidad de la razón de poderes de frenado sw,air, particularmente en la región de bajas energías. Esto se logra con la multiplicación de la carga de ionización o la corriente medida en cada profundidad z por la razón de poderes de frenado sw,air y el factor de perturbación en esta profundidad. Los valores para sw,air en función de Rres pueden ser calculados de la Ec. (73) dada en el Anexo II. Se asume para los factores de

161

TABLA 31. VALORES CALCULADOS DE kQ PARA HACES DE PROTONES, PARA VARIAS CAMARAS DE IONIZACION CILINDRICAS Y PLANO - PARALELAS EN FUNCION DE LA CALIDAD DEL HAZ Rres. Tipo Cámara Ionización Calidad del haz Rres (g/cm2)

0.25 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 7.5 10 15 20 30

Cámaras cilíndricas

Capintec PR-05P mini — 1.046 1.045 1.044 1.044 1.044 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.042 1.042 Capintec PR-05 mini — 1.046 1.045 1.044 1.044 1.044 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.042 1.042 Capintec PR-06C/G Fanner — 1.038 1.037 1.036 1.036 1.036 1.036 1.035 1.035 1.035 1.035 1.035 1.035 1.035 1.034 1.034

Exradin A2 Spokas — 1 057 1 055 1 054 1 054 1 054 1 054 1 054 1 054 1 054 1 054 1 053 1 053 1 053 1 053 1 052 Exradin T2 Spokas — 1.020 1.018 1.018 1.018 1.017 1.017 1.017 1.017 1.017 1.017 1.017 1.017 1.016 1.016 1.016

Exradin Al mini Shonka — 1.045 1.043 1.043 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 1.042 1.041 1.041 1.041 Exradin Tl mini Shonka — 1.009 1.007 1.007 1.006 1.006 1.006 1.006 1.006 1.006 1.006 1.005 1.005 1.005 1.005 1.004 Exradin Al 2 Farmer — 1.043 1.042 1.041 1.041 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039 1.039

Far West Tech. 1C- 18 — 1.007 1.006 1.005 1.005 1.005 1.004 1.004 1.004 1.004 1.004 1.004 1.004 1.003 1.003 1.003

FZH TK 01 — 1.032 1.031 1.030 1.030 1.030 1.030 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.028 1.028

Nuclear Assoc. 30-750 — 1.037 1.035 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.032

Nuclear Assoc. 30-749 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 Nuclear Assoc. 30-744 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 Nuclear Assoc. 30-716 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 Nuclear Assoc. 30-753 Farmer shortened — 1.041 1.040 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 Nuclear Assoc. 30-751 Farmer — 1.037 1.036 1.035 1.035 1.035 1.035 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.033 1.033 Nuclear Assoc 30-752 Farmer — 1.044 1.042 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039

162

TABLA 31 (cont.) NE2515 — 1.033 1.032 1.031 1.031 1.031 1.031 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.029 1.029

NE 25 15/3 — 1.043 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039 1.039 1.039 1.039 1.038 NE 2577 — 1.043 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039 1.039 1.039 1.039 1.038 NE 2505 Fanner — 1.033 1.032 1.031 1.031 1.031 1.031 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.029 1.029 NE 2505/A Farmer — 1.021 1.019 1.019 1.018 1.018 1.018 1.018 1.018 1.018 1.018 1.018 1.017 1.017 1.017 1.016 NE 2505/3, 3A Farmer — 1.043 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039 1.039 1.039 1.039 1.038 NE 2505/3, 3B Farmer — 1.025 1.023 1.023 1.022 1.022 1.022 1.022 1.022 1.022 1.022 1.021 1.021 1.021 1.021 1.020 NE 2571 Farmer — 1.043 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039 1.039 1.039 1.039 1.038 NE 2581 Farmer — 1.020 1.018 1.017 1.017 1.017 1.017 1.017 1.017 1.016 1.016 1.016 1.016 1.016 1.016 1.015 NE 2561/2611 Sec. Std — 1.040 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 1.036 1.036 1.036

PTW 23323 micro — 1.027 1.025 1.025 1.025 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 1.024 1.023 1.023 1.023

PTW 23331 rigid — 1.037 1.035 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.032 PTW 23332 rigid — 1.031 1.029 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.026 PTW 23333 — 1.033 1.031 1.031 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.029 1.029 1.029 1.029 1.028 PTW 30001/30010 Farmer — 1.033 1.031 1.031 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.029 1.029 1.029 1.029 1.028 PTW 30002/30011 Farmer — 1.036 1.035 1.034 1.034 1.034 1.034 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.033 1.032 1.032 PTW 30004/30012 Farmer — 1.044 1.042 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039 PTW 30006/30013 Farmer — 1.033 1.032 1.031 1.031 1.031 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.030 1.029 1.029 1.029 PTW 3 1002 flexible — 1.032 1.030 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.028 1.028 1.028 1.028 1.027 PTW 3 1003 flexible — 1.032 1.030 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.029 1.028 1.028 1.028 1.028 1.027

SNC 100730 Farmer — 1.035 1.033 1.032 1.032 1.032 1.032 1.032 1.032 1.032 1.031 1.031 1.031 1.031 1.031 1.030

SNC 100740 Farmer — 1.046 1.044 1.044 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.043 1.042 1.042 1.042 1.042

Victoreen Radocon III 550 — 1.031 1.030 1.029 1.029 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.028 1.027 1.027 1.027

Victoreen Radocon II 555 — 1.014 1.012 1.012 1.011 1.011 1.011 1.011 1.011 1.011 1.011 1.011 1.010 1.010 1.010 1.010

163

TABLA 31. (cont.) Victoreen 30-348 — 1.023 1.022 1.021 1.021 1.021 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.019 1.019

Victoreen 3 0 — 3 5 1 — 1.026 1.024 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.022 1.022 1.022 1.022 1.022 1.022 1.021 Victoreen 30-349 — 1.030 1.028 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.027 1.026 1.026 1.026 1.026 1.026 1.026 1.025 Victoreen 30-361 — 1.023 1.021 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.020 1.019 1.019 1.019 1.019 1.018

Scdx-Wellhofer 1C 05 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036

Scdx-Wellhofer 1C 06 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 Scdx-Wellhofer 1C 10 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 Scdx-Wellhofer 1C 15 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 Scdx-Wellhofer 1C 25 — 1.041 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 1.037 1.036 Scdx-Wellhofer 1C 28 Farmer shortened — 1.041 1.040 1.039 1.039 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.038 1.037 1.037 1.037 Scdx-Wellhofer 1C 69 Farmer — 1.037 1.036 1.035 1.035 1.035 1.035 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.034 1.033 1.033 Scdx-Wellhofer 1C 70 Farmer — 1.043 1.042 1.041 1.041 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.040 1.039 1.039 1.039

Cámaras plano - paralelas

Attix RMI 449 0.995

0.992 0.990 0.989 0.989 0.989 0.989 0.989 0.989

0.989 0.989 0.988 0.988 0.988 0.988 0.987 Capintec PS-033 1.029

1.026 1.024 1.024 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.023 1.022 1.022 1.022 1.022 1.021 ExradinPll 1.000

0.997 0.995 0.994 0.994 0.994 0.994 0.994 0.994

0.994 0.993 0.993 0.993 0.993 0.993 0.992 Holt (Memorial) 1.014

1.010 1.009 1.008 1.008 1.008 1.008 1.008 1.007 1.007 1.007 1.007 1.007 1.007 1.007 1.006 NACP/Calcam 0.994

0.991 0.989 0.989 0.988 0.988 0.988 0.988 0.988

0.988 0.988 0.987 0.987 0.987 0.987 0.986 Markus 1.009

1.005 1.004 1.003 1.003 1.003 1.003 1.003 1.002 1.002 1.002 1.002 1.002 1.002 1.002 1.001 Roos 1.008

1.004 1.003 1.002 1.002 1.002 1.002 1.002 1.001 1.001 1.001 1.001 1.001 1.001 1.001 1.000 1 Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen todos los requisitos mínimos descritos en la Sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas por su uso clínico actual.

164

Calidad del haz de protones, Rres (g/cm2) Fig. 15. Valores calculados de kQ para varias cámaras de ionización cilíndricas y plano - paralelas usadas comúnmente para dosimetría de referencia, en función de la calidad del haz de protones Q(Rres) (datos de la Tabla 14). perturbación el valor de la unidad (ver Anexo II). La influencia de la recombinación iónica y los efectos de la polaridad en la distribución de ionización en profundidad debe ser investigada y tomada en cuenta si existe variación con la profundidad.

Si el tamaño del campo para el que se han realizado las mediciones es más pequeño que el doble del diámetro de la cavidad de la cámara plano - paralela, entonces se recomienda un detector con una buena resolución espacial (por ejemplo, minicámara, diodo o diamante). La distribución resultante debe ser convertida usando también las razones de poderes de frenado apropiadas (por ejemplo, de agua a aire, de agua a silicio o de agua a grafito). Los valores necesarios de poderes de frenado pueden encontrarse en la Ref. [118]. La aplicabilidad de tales detectores para las mediciones de dosis en profundidad debe ser verificada por pruebas de comparación con una cámara plano - paralela en un tamaño de campo mayor.

Para haces clínicos de protones producidos por sistemas de haces dinámicos (por ejemp lo el barrido puntual), los tiempos de medición deben ser suficientemente largos comparados con el ciclo de barrido del campo con el fin de lograr lecturas reproducibles.

165

10.6.2. Factores de campo

El factor de campo puede ser determinado como el cociente de la lectura corregida del dosímetro en la profundidad de referencia zref medida en un grupo dado de condiciones de no-referencia en relación con la medida en condiciones de referencia (las condiciones de referencia están dadas en la Tabla 30). Para un haz dado de protones, los factores de campo deben ser medidos para todos los tamaños de campo de no-referencia y las SSD usadas para el tratamiento de pacientes. 10.6.3. El uso de maniquíes plásticos para dosimetría relativa

El uso de maniquíes plásticos es fuertemente desaprobado ya que, en general, ellos son los responsables de las discrepancias en la determinación de la dosis absorbida. Los maniquíes plásticos no deben ser usados para dosimetría de referencia en haces de protones puesto que no son conocidos los factores requeridos para la corrección de fluencia de agua a plástico hpl. No obstante, cuando no es posible un posicionamiento exacto de la cámara en el agua o cuando no se dispone de una cámara impermeable, se permite su uso para la medición de la distribución de dosis en profundidad para haces de protones de bajas energías (aproximadamente por debajo de los 100 MeV). En este caso, la lectura del dosímetro de cada profundidad en el plástico debe ser llevada a escala usando el factor de escala de fluencia hpl. Se asume que hpl tiene un valor constante igual a la unidad para todas las profundidades.

Los criterios que determinan la selección de los materiales plásticos se discuten en la Sección 4.2.3. La densidad del plástico, ρpl, debe ser medida para el lote de plástico en uso antes de usar un valor nominal para el tipo de plástico. Cada profundidad zpl medida en el plástico (expresada en g/cm2) debe ser llevada a escala para alcanzar la profundidad en agua zw correspondiente mediante

zw = zpl cpl g/cm2 (zpl en g/cm2) (42)

donde cpl es el factor de escala de la profundidad. Para haces de protones, cpl puede ser calculado, con buena aproximación, como el cociente de los alcances csda (en g/cm2) [118] en agua y en el plástico. El factor de escala de profundidad cpl tiene un valor de 0.974 para PMMA y 0.981 para el poliestireno claro. Se debe seguir el procedimiento dado en la Sección 10.6.1 para generar las distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central a partir de las distribuciones medidas de ionización en profundidad.

Si es usado un maniquí de plástico para medir el indicador de calidad del haz, la magnitud medida es el alcance residual en el plástico, Rres,pl. El alcance residual, Rres, en agua se obtiene igualmente llevando a escala la Ec. (42).

166

10.7. INCERTIDUMBRE ESTIMADA EN LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN CONDICIONES DE REFERENCIA

Las incertidumbres asociadas con las magnitudes físicas o procedimientos involucrados en la determinación de la dosis absorbida en agua en el haz de protones del usuario pueden ser divididas en dos pasos. El paso 1 considera las incertidumbres hasta la calibración de la cámara del usuario en un laboratorio de calibración en términos de ND,w. El paso 2 tiene que ver con la calibración subsecuente del haz de protones del usuario usando esta cámara e incluye la incertidumbre de kQ así como la asociada con las mediciones en la profundidad de referencia en un maniquí de agua. Las estimaciones de las incertidumbres en estos dos pasos se muestran en la Tabla 32, produciendo una incertidumbre estándar combinada de 2% y 2.3% para la determinación de la dosis absorbida en agua en un haz clínico de protones con una cámara cilíndrica y una plano - paralela, respectivamente. Detalles en las estimaciones de la incertidumbre para varios parámetros físicos que intervienen en el cálculo de kQ se muestran en el Anexo II.

167

TABLA 32. INCERTIDUMBREa ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA DE Dw EN LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA Y PARA UN HAZ CLINICO DE PROTONES, BASADA EN LA CALIBRACION DE UNA CAMARA EN RADIACION GAMMA DE 60 Co.

Incertidumbre estándar relativa (%) Magnitud física o

procedimiento Tipo de cámara del usuario Cilíndrica Plano - paralela

Paso 1: Laboratorios de calibración LSCDb LSCDb


0.5 0.5

Estabilidad a largo plazo del patrón secundario. 0.1 0.1

Factor de calibración ND ,w del dosímetro del usuario en el laboratorio de calibración.

0.4 0.4

Incertidumbre combinada del paso 1 0.6 0.6 Paso 2: Haz de protones del usuario

Estabilidad a largo plazo del dosímetro del usuario.

0.3 0.4

Establecimiento de las condiciones de referencia.

0.4 0.4

Lectura MQ del dosímetro respecto al monitor del haz.

0.6 0.6

Corrección por magnitudes de influencia k i. 0.4 0.5

Corrección por la calidad del haz kQ. 1.7 2.0

Incertidumbre combinada del paso 2 1.9 2.2 Incertidumbre estándar combinada de Dw (pasos 1 + 2)

2.0 2.3

a Ver la Guía ISO para la expresión de incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los estimados mostrados en la Tabla deben ser considerados valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre aportada por los laboratorios en los factores de calibración y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario.

168

b Si la calibración del dosímetro del usuario es realizada en un LPCD, entonces la incertidumbre estándar combinada en el paso 1 es inferior. La incertidumbre estándar combinada en Dw debe ser ajustada en consecuencia.

169

10.8. FORMULARIO Determinación de la dosis absorbida en agua en un haz de protones. Usuario: _________________________________ Fecha: ______________ 1. Unidad de tratamiento radiante y condiciones de referencia para la

determinación de Dw,Q

Unidad de terapia con protones__________________ Energía. Nominal: _____ MeV

Tasa de dosis nominal: _________ UM/min Alcance práctico, Rp: _________ g/cm2

Maniquí de referencia: agua Ancho del SOBP: __________ g/cm2

Tamaño de campo de referencia: ________ cm x cm SSD de referencia: _____ cm

Profundidad de referencia z ref: ______ g/cm2 Calidad del haz, Q (Rres): _______ g/cm 2


Modelo de la CI: ________________ No. Serie: __________ Tipo: � cil � pp

Pared/ventana de la cámara: material: _____________ espesor: ___________ g/cm2

Camisa de la cámara/cubierta impermeable:

material: _____________ espesor: ___________ g/cm2

Ventana del maniquí: material: _____________ espesor: ___________ g/cm2


ND,w = _______ ÿ Gy/nC ÿ Gy/div

Condiciones de referencia para calibración

P0: _______ kPa T0: _____ oC Hum. Relativa: _______%


Polaridad de calibración: ÿ+ve ÿ-ve ÿcorregido por

Polaridad usuario: ÿ+ve ÿ-ve efecto de polaridad

Laboratorio de calibración: __________________________ Fecha: _____________

Electrómetro Modelo: __________________________ No. Serie: ___________

Calibrado por separado de la cámara: ÿ sí ÿ no Rango: ______________

Si es afirmativo, laboratorio de calibración: ________________ Fecha: _________

3. Lectura del dosímetroa y corrección por magnitudes de influencia

Lectura no corregida del dosímetro con V1 y polaridad del usuario: ________________ ÿ nC ÿ div

170

________________ ÿ nC ÿ div

Unidades de monitor correspondientes del acelerador: ____________ UM

Cociente de la lectura del dosímetro y las unidades de monitor:

M1= __________ ÿ nC/UM ÿ div/UM

(i) Presión P: _______ kPa Temperatura T: _____ oC

Hum. Relat.(si se conoce): ________ %

(ii) Factor de calibración del electrómetro b kelec : ÿ nC/div ÿ adimensional kelec = ___________

(iii) Corrección por polaridadc

lectura en +V1: M+ = ________ lectura en –Vl : M- = ________


Voltajes de polarización: V1 (normal) = _______ V V2 (reducido) = ________ V

Lecturasd con cada voltaje: M 1 = ___________ M 2 = ___________

Cociente de voltajes V1/V2 = _____

Cociente de las lecturas: M 1/M 2 = __________

Usar la Tabla 9 para un haz de tipo: ÿ pulsado ÿ pulsado – barrido

ao = _________ a 1 = _________ a2 = _________


MQ = M1kTPkeleckpolks = _______________ ÿ nC/UM ÿ div/UM


Factor de corrección por la calidad Q del haz del usuario: kQ = _______________

tomado de ÿ Tabla 31 ÿ Otra, especificar: ______________

Calibración del monitor en dosis absorbida en z ref:

Dw,Q(z ref) = MQ ND,w kQ = _______________ Gy/UM

fe,2

2

12

2

110 ________=

+

+=

MM

aMM

aak s

( )( ) ________

2.2732.273 0

0=

++

=PP

TT

kTP

________2

=+

= −+

M

MMk pol

171

a Todas las lecturas deben ser chequeadas por fuga y ser corregidas en caso que sea

necesario. b Si el electrómetro no está calibrado independientemente, kelec=1. c M en el denominador de kpol denota la lectura con la polaridad del usuario.

Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M (o M+ o M-) con respecto a la lectura de un monitor externo, Mem. Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado la corrección por polaridad. En caso contrario kpol se determina de acuerdo a:

lectura en +V1 para la calidad Q o: M+ = _______ lectura en –V1 para la calidad Qo: M- = _______

d Rigurosamente, las lecturas deben ser corregidas por el efecto de polaridad (promedio de ambas polaridades). Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser el promedio de los cocientes de M1 o M2 a la lectura de un monitor externo, Mem.

e Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado una corrección por recombinación. De lo contrario el factor ks’ = ks/ks,Qo debe ser usado en lugar de ks. Cuando Q o es 60Co, ks,Qo (en el laboratorio de calibración) será tomado como la unidad y el efecto por no usar esta ecuación será despreciable en la mayoría de los casos.

f Chequear que

( )[ ]( )[ ] __________

/

/

0

=+

+=

−+

−+

Q

Qpol MMM

MMMk

11

121

21

−−

≈−VVMM

ks

172

11. CODIGO DE PRACTICA PARA HACES DE IONES PESADOS 11.1. GENERALIDADES

Esta sección proporciona un Código de Práctica para la dosimetría de referencia (calibración de haces) y recomendaciones para la dosimetría relativa en haces de iones pesados. Esta está basada en un factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua de una cámara de ionización en un haz de referencia el que, debido a la falta de patrones primarios para iones pesados, será la radiación gamma de 60Co. El Código de Práctica se aplica a haces de iones pesados con números atómicos entre 2(He) y 18(Ar) los cuales tienen un alcance de 2 – 30 g/cm2 en agua. Para un haz de carbono, esto corresponde a un rango de energía de 100 – 450 MeV/u.

Del mismo modo que para haces de protones (ver Sección 10), la distribución de dosis en profundidad de un haz monoenergético de iones pesados en agua, mostrada en la Fig. 16, tiene un pico de Bragg bien definido cerca de la región donde se frenan las partículas primarias. Para las aplicaciones clínicas de haces de iones pesados, los picos extendidos de Bragg (SOBP) son creados de forma que abarque completamente el volumen blanco en el interior del SOBP. Contrario a la mayoría de los haces terapéuticos de radiación (excepto los neutrones), y debido a la fuerte dependencia de la respuesta biológica a la energía de los iones pesados, en las aplicaciones clínicas es común el uso de la dosis biológica efectiva [119, 120] en lugar de la dosis física (dosis absorbida en agua). La diferencia entre los dos tipos de distribuciones puede observarse en las Fig. 17(a) y 17(b), donde es obvia la ausencia de uniformidad de la distribución de la dosis física en el SOBP. Como es bien conocido, la dosis biológica efectiva se define como la dosis física absorbida multiplicada por la efectividad biológica relativa (RBE) del haz para el tejido en consideración. En el caso de los iones pesados, la RBE varía con la profundidad y con la dosis entregada al tejido. El uso de una dosis biológica efectiva hace posible comparar los resultados obtenidos de la radioterapia convencional con la radioterapia de iones pesados.

En este Código de Práctica, sin embargo, la dosimetría de iones pesados está limitada a la determinación de la dosis física usando patrones de dosis absorbida en agua diseminada a través de una cámara de ionización calibrada en términos de dosis absorbida en agua, ND,w,Qo. La razón de esta aproximación limitada está basada en la viabilidad del uso del mismo formalismo y procedimientos para todos los haces de radioterapia usados en todas partes del mundo, para lograr obtener una coherencia internacional en la dosimetría. La fuerza de un procedimiento común para la dosimetría de radioterapia estimulará las comparaciones asociadas de dosis absorbida entregada al paciente, reduciendo el número de grados de libertad en comparación con las

173

consecuencias del tratamiento de radioterapia. De esta manera podrán hacerse estudios biológicos en base a procedimientos uniformes de dosimetría.

Carbono de 290 MeV/u

Dos

is r

elat

iva

Profundidad en agua (mm)

FIG. 16. Distribución de dosis en profundidad de un haz monoenergético de carbono de 290 MeV/u en agua.

Los haces de iones pesados usados en radioterapia tienen una característica física

distintiva para la dosimetría de radiación comparados con otros haces terapéuticos [122]. En el caso de los protones de altas energías, las partículas incidentes interactúan con los núcleos del blanco y producen protones de bajas energías o iones pesados. Cuando los iones pesados pasan a través de los dispositivos moduladores del haz o el tejido humano producen núcleos fragmentados a partir de los núcleos proyectiles y los núcleos blanco. El núcleo producido por la fragmentación tiene aproximadamente la misma velocidad que los iones pesados incidentes, y alcanzan las regiones más profundas donde se frenan las partículas incidentes. Están presentes muchos tipos de núcleos atómicos, todos con diferentes distribuciones de energía. Esta fragmentación de los núcleos proyectiles y blancos afecta considerablemente la respuesta biológica de los haces de iones pesados influyendo en su dosimetría. Comparado con la distribución de dosis en profundidad de un haz de

174

FIG. 17. (a) Distribuciones de las dosis biológicas de haces terapéuticos de carbono de energía de 290 MeV/u. Los SOBPs de 20 a 120 mm de ancho son designados para producir un efecto biológico uniforme en los picos. (b) Distribuciones de las dosis físicas del haz mostrado en (a).

175

protones (ver Fig. 14), la Fig. 16 muestra una cola en el extremo distal del pico de Bragg el cual es debido a la fragmentación de las partículas incidentes.

Hasta ahora, las únicas recomendaciones disponibles sobre la dosimetría eran las del protocolo de la Asociación AAPM TG-20 en 1984 [113]. La falta de un protocolo moderno para haces de iones pesados ha motivado a recientes intercomparaciones en la dosimetría de haces de carbono usando diferentes aproximaciones [123, 124]. De esta manera existe una necesidad de un nuevo protocolo para establecer una coherencia global en la determinación de dosis absorbida en agua para haces de iones pesados, común a los protocolos de dosimetría para otros haces de radioterapia. La dosis absorbida en haces de iones pesados puede ser medida usando una cámara de ionización o un calorímetro. Los métodos de medición de fluencia también pueden ser aplicados para la determinación de dosis absorbida en agua en haces monoenergéticos [113]. En este Código de Práctica se discute solamente el método basado en mediciones ionométricas.

Para una determinación precisa de la dosis absorbida de haces de iones pesados usando una cámara de ionización, es provechoso conocer el espectro de energía del haz incidente, de los fragmentos de los núcleos proyectiles y además de los núcleos blancos fragmentados. Se dispone de muy pocos datos experimentales y teóricos de la distribución espectral de haces de iones pesados [125 – 127]. De esta forma, en este Código de Práctica se adoptarán valores simplificados para los parámetros físicos requeridos en la dosimetría de iones pesados con cámara de ionización. 11.2. EQUIPAMIENTO DOSIMETRICO 11.2.1. Cámaras de ionización

Las recomendaciones respecto a las cámaras de ionización dades en la Sección 4.2.1 deben ser seguidas. Para el uso como instrumentos de referencia en haces clínicos de iones pesados se recomiendan cámaras cilíndricas y plano - paralelas. Sin embargo, la incertidumbre combinada estándar en Dw,Q para cámaras de ionización plano - paralelas será ligeramente mayor debido a su elevada incertidumbre para pwall en la calidad de referencia de 60Co (ver Tabla 35 y el análisis en el Anexo II). Por esta razón, son preferibles las cámaras cilíndricas para dosimetría de referencia. Sin embargo, su uso está limitado a haces de iones pesados con SOBP de anchos ≥ 2.0 g/cm2. Las cámaras cilíndricas con pared de grafito son preferibles a las cámaras pared de plástico por su mejor estabilidad a largo plazo y sus pequeñas variaciones de cámara a cámara (ver Sección 4.2.1 y la Fig. 2). El punto de referencia para estas cámaras se toma en el eje central de la cámara, en el centro del volumen de la cavidad. En el caso de haces de iones pesados, debe ser usado un punto efectivo Peff de medición de la cámara porque la distribución de dosis en profundidad en el SOBP no es pareja y el desnivel depende del

176

ancho del SOBP [123]. El punto de referencia de la cámara cilíndrica debe ser colocado a una distancia 0.75rcyl más profundo que el punto de interés del maniquí, donde rcyl es el radio interno de la cámara.

Las cámaras plano - paralelas pueden ser usadas para dosimetría de referencia en todos los haces de iones pesados, pero debe ser usado particularmente en haces con SOBP de ancho < 2.0 g/cm2. Para cámaras de ionización plano - paralelas, el punto de referencia se toma en la superficie interna de la ventana de entrada, en el centro de dicha ventana. Este punto se coloca en el punto de interés en el maniquí. El diámetro de la cavidad de la cámara plano - paralela o la longitud de la cavidad de la cámara cilíndrica no debe ser mayor que la mitad del tamaño de campo de referencia aproximadamente. Para dosimetría relativa, se recomiendan solamente las cámaras de ionización plano - paralelas. Los tipos de cámaras para los cuales se muestran los datos en este Código de Práctica se enumeran en la Tabla 34 de la Sección 11.5. 11.2.2. Maniquíes y camisas de las cámaras

Las recomendaciones respecto a los maniquíes y camisas de las cámaras dadas en las secciones 4.2.3 y 4.2.4 deben ser seguidas. El medio de referencia recomendado para las mediciones de dosis absorbida en haces de iones pesados es el agua. El maniquí debe sobrepasar al menos en 5 cm los cuatro lados del mayor tamaño de campo utilizable a la profundidad de medición y extenderse al menos en 5 g/cm2 más allá de la profundidad máxima de medición.

En haces horizontales, la ventana del maniquí debe estar hecha de plástico, de un espesor twin entre 0.2 y 0.5 cm. El espesor “equivalente a agua” (en g/cm2) de la ventana del maniquí debe ser tomado en cuenta cuando se evalúa la profundidad a la cual se colocará la cámara; el espesor se calculará como el producto twinρpl, donde ρpl es la densidad másica del plástico (en g/cm3). Se debe tratar de obtener información sobre la densidad del plástico del cual está hecho el maniquí. Para los plásticos usados comúnmente, PMMA y poliestireno claro, pueden ser usados los valo res nominales ρPMMA =1.19 g/cm3 y ρpoliestireno =1.06 g/cm3 [64] para el cálculo del espesor “equivalente a agua” de la ventana.

Para cámaras no sumergibles en agua, debe ser usada una camisa impermeable, hecha de PMMA y preferiblemente de espesor no mayor de 1.0 mm. La capa de aire entre la pared de la cámara y la camisa debe ser suficiente (0.1 – 0.3 mm) para permitir que se equilibre la presión en la cámara. La misma camisa que sea usada para la calibración de las cámaras de ionización del usuario debe ser usada para la dosimetría de referencia. En caso de no ser posible usar la misma camisa de la cámara utilizada durante la calibración en el laboratorio, entonces debe ser usada otra del mismo material y de espesor similar. Las cámaras plano - paralelas, si no son sumergibles en agua o no están protegidas con una cubierta impermeable, deben

177

ser usadas en una protección impermeable, preferiblemente de PMMA o de un material casi igual al de las paredes de la cámara; idealmente no debe haber más de 1 mm de material adicionado por delante y por detrás del volumen de la cavidad.

Los maniquíes plásticos no deben ser usados para la dosimetría de referencia en haces de iones pesados puesto que no son conocidos los factores de corrección de la fluencia de agua a plástico hpl. Por otra parte, la fluencia de los iones pesados incluyendo partículas fragmentadas, en un maniquí de plástico será diferente a en un maniquí de agua. Sin embargo, los maniquíes de plástico pueden ser usados en mediciones de rutina de aseguramiento de la calidad, siempre que haya sido establecido un factor de transferencia entre el plástico y el agua. 11.3. IDENTIFICACION DE LA CALIDAD DEL HAZ

Se encuentran disponibles muy pocos datos experimentales y teóricos de las distribuciones espectrales de los haces de iones pesados. La práctica corriente para la caracterización de un haz de iones pesados es el empleo del número atómico, el índice de masa, la energía de haz de iones pesados incidente, en ancho del SOBP y el alcance. 11.4. DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA 11.4.1. Condiciones de referencia

Como se muestra en la Fig. 17(b), el SOBP de la distribución de dosis en profundidad de iones pesados no es pareja, y la dosis en el extremo más profundo del SOBP es más pequeña que en el extremo más próximo. El declive cerca del centro de un SOBP ancho es más bien pequeño mientras que el de un SOBP estrecho es pronunciado (cortado a pico). La profundidad de referencia para la calibración debe ser tomada en el centro del SOBP, en el centro del volumen blanco.


178

TABLA 33. CONDICIONES DE REFERENCIA PARA LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN HACES DE IONES PESADOS.

Magnitud de influencia Valor o características de referencia


Tipo de cámara Para un SOBP de ancho ≥ 2.0 g/cm2 , cámaras cilíndricas y plano - paralelas.

Para un SOBP de ancho < 2.0 g/cm2 , cámaras plano - paralelas.

Profundidad de medición, zref Centro del SOBP

Punto de referencia de la cámara Para cámaras plano - paralelas, en la superficie interna de la ventana, en el centro de la misma.

Para cámaras cilíndricas, en el eje central, en el centro del volumen de la cavidad


Para cámaras plano - paralelas, en la profundidad de medición zref.

Para cámaras cilíndricas, 0.75rcyl más profundo que la zref.

SSD Distancia clínica de tratamiento

Tamaño del campo en al superficie del maniquí

10 cm x 10 cm, o el usado para la normalización de los factores de campo, siempre que sea mayor. Para aplicaciones con campos pequeños (<10 cm x <10 cm) el mayor disponible.


El formalismo para la determinación de la dosis absorbida en agua usando haces de iones pesados obedece a la presentación dada en la Sección 3. La dosis absorbida en agua en la profundidad de referencia zref en agua en un haz de iones pesados de calidad Q y en ausencia de la cámara está dada por


donde M0 es la lectura del dosímetro corregida por las magnitudes de influencia temperatura y presión, calibración del electrómetro, efecto de polaridad y recombinación

179

de iones como se describe en el formulario (ver además la Sección 4.4.3). La cámara debe ser colocada de acuerdo con las condiciones de referencia, como se muestran en la Tabla 33. ND,w,Qo es el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua para el dosímetro en la calidad de referencia Q0 y kQ,Qo es un factor que corrige por las diferencias entre la calidad de referencia Q0 y la calidad Q del haz actual. Ya que Q0 corresponde al 60Co, el factor de corrección de la calidad del haz se denota por kQ. 11.4.2.1. Corrección por recombinación en haces de iones pesados

Cuando los haces son generados por técnicas tomográficas, la tasa de dosis es muy alta y los efectos generales de la recombinación deben ser tomados en cuenta. El factor de corrección por la recombinación general debe ser obtenido experimentalmente por el método de los dos voltajes [128] como se analiza en la Sección 4.4.3.4.

Cuando la recombinación general es despreciable, la recombinación inicial debe ser tomada en cuenta para los haces de iones pesados, especialmente cuando la dosis es medida usando cámaras de ionización plano - paralelas. La corriente de colección de ionización debe ser ajustada por la relación lineal.

donde V es el voltaje de polarización aplicado a la cámara. El factor de colección está dado por 11.5. VALORES PARA kQ,Qo

Puesto que los identificadores de la calidad del haz no son usados corrientemente para la dosimetría de haces de iones pesados, los valores de kQ dependen solamente del tipo de cámara usada. Realmente no hay disponibles valores experimentales para kQ,Qo, por lo tanto, en este reporte serán usados sólo valores teóricos. El factor de corrección se define por la Ec. (4); él es:

En el presente no hay disponibles patrones primarios de dosis absorbida en agua para haces de iones pesados. De esta manera los valores para kQ,Qo dados en este Código de Práctica para iones pesados son obtenidos del cálculo y están basados en la radiación

Vbiicol //1/1 += ∞ (44)

colinis iik /∞=

( )( )

( )( )

000

0,

,,

Q

Q

Qair

Qair

Qairw

QairwQQ p

pWW

s

sk = (45)

180

gamma de 60Co como calidad Q0 del haz de referencia. La notación kQ denota el uso exclusivo de 60Co como calidad de referencia.

Los factores que aparecen en el numerador de la Ec. (45) deben ser evaluados para el haz de iones pesados de calidad Q y, debido a la complejidad de los procesos físicos involucrados, su determinación representa una labor considerable. Actualmente no existe información disponible sobre los factores de perturbación para las cámaras de ionización en haces de iones pesados, y en lo adelante serán asumidos como iguales a la unidad.

Las razones de poderes de frenado y los valores de W para haces de iones pesados se consideran independientes de la calidad del haz, debido a la actual falta de datos experimentales. La contribución de los núcleos fragmentados a las razones de poderes de frenado y a los valores de W también se asume como despreciable. Por lo tanto aquí se adoptan valores constantes para las razones de poderes de frenado y de W para todos los haces de iones pesados, ellos son 1.130 y 34.50 eV respectivamente. Nótese que el valor de W le corresponde al aire seco. Como las razones de poderes de frenado sw,air de los iones pesados son cercanos a los de 60Co, los valores de kQ para los iones pesados son dominados por la razón de los valores de Wair y los factores de perturbación específicos de la cámara para 60Co.

La Tabla 34 muestra los valores de kQ para varias cámaras de ionización cilíndricas y plano - paralelas de uso común. 11.6. MEDICIONES EN CONDICIONES DE NO-REFERENCIA

Para el uso clínico deben ser medidos las distribuciones de dosis en profundidad, los perfiles transversales del haz, el tamaño de la penumbra de los campos de radiación y los factores de campo para varias condiciones de tratamiento con haces de iones pesados.

Para la medición de las distribuciones de dosis en profundidad se recomiendan las cámaras de ionización plano - paralelas. Para la medición de los perfiles transversales o distribuciones tridimensionales de dosis, pueden ser usadas cámaras muy pequeñas que tengan un volumen de la cavidad menor de 0.1 cm3 aproximadamente. Para dosímetros diferentes a las cámaras de ionización se debe chequear la dependencia de la respuesta del detector.

181

TABLA 34. VALORES CALCULADOS DE kQ PARA HACES DE IONES PESADOS, PARA VARIAS CAMARAS DE IONIZACION CILINDRICAS Y PLANO - PARALELAS Tipo de cámara de ionizacióna kQ

Cámaras cilíndricas Capintec PR-05P mini 1.045 Capintec PR-05 mini 1.045 Capintec PR-06C/G Farmer 1.037

ExradinA2 Spokas 1.055

Exradin T2 Spokas 1.018 Exradin Al mini Shonka 1.043 Exradin Tl mini Shonka 1.007 Exradin Al 2 Farmer 1.042

Far West Tech. 1C- 18 1.006

FZH TK 01 1.031

Nuclear Assoc. 30-750 1.035 Nuclear Assoc. 30-749 1.039 Nuclear Assoc. 30-744 1.039 Nuclear Assoc. 30-716 1.039 Nuclear Assoc. 30-753 Farmer shortened 1.040 Nuclear Assoc. 30-751 Farmer 1.036 Nuclear Assoc. 30-752 Farmer 1.042

NE2515 1.032

NE 25 15/3 1.041 NE 2577 1.041 NE 2505 Farmer 1.032 NE 2505/A Farmer 1.019 NE 2505/3, 3A Farmer 1.041 NE 2505/3, 3B Farmer 1.023 NE 2571 Farmer 1.041 NE 2581 Farmer 1.018 NE 2561/2611 Sec. Std 1.038

PTW 23323 micro 1.026

PTW 23331 rigid 1.035

182

TABLA 34. (cont.)

PTW 23332 rigid 1.029 PTW 23333 1.031 PTW 30001/30010 Farmer 1.031 PTW 30002/30011 Farmer 1.035 PTW 30004/30012 Farmer 1.042 PTW 30006/30013 Farmer 1.032

PTW 3 1002 flexible 1.030 PTW 3 1003 flexible 1.030

SNC 100730 Farmer 1.033

SNC 100740 Farmer 1.044

Victoreen Radocon III 550 1.030

Victoreen Radocon II 555 1.012 Victoreen 30-348 1.022 Victoreen 30-351 1.024 Victoreen 30-349 1.028 Victoreen 30-361 1.021

Scdx-Wellhofer 1C 05 1.039

Scdx-Wellhofer 1C 06 1.039 Scdx-WellhoferlClO 1.039 Scdx-WellhoferlClS 1.039 Scdx-Wellhofer 1C 25 1.039 Scdx-Wellhofer 1C 28 Farmer shortened 1.040 Scdx-Wellhofer 1C 69 Farmer 1.036 Scdx-Wellhofer 1C 70 Farmer 1.042 Cámaras plano - paralelas

Attix RMI 449 0.990 Capintec PS-033 1.024 Exradin Pll 0.995 Holt (Memorial) 1.009 NACP/Calcam 0.989 Markus 1.004 Roos 1.003

1 Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen con todos los requisitos mínimos descritos en la Sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas debido a su uso clínico actual.

183

11.7. INCERTIDUMBRE ESTIMADA EN LA DETERMINACION DE LA DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN CONDICIONES DE REFERENCIA TABLA 35. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADAa DE Dw,Q EN LA PROFUNDIDAD DE REFERENCIA EN AGUA PARA UN HAZ CLINICO DE IONES PESADOS, BASADA EN LA CALIBRACION DE UNA CAMARA EN RADIACION GAMMA DE 60Co.

Incertidumbre relativa (%) Magnitud física o procedimiento Tipo de cámara usuario Cilíndrica Plano - paralela

Paso 1: Laboratorio de calibración LSCDb LSCDb

Factor ND,w de calibración del patrón secundario en el LPCD

0.5 0.5

Estabilidad a largo plazo del patrón secundario 0.1 0.1

Factor ND,w de calibración del dosímetro del usuario en el laboratorio de calibración

0.4 0.4

Incertidumbre combinada del paso 1 0.6 0.6 Paso 2: Haz de iones pesados


0.3 0.4


0.4 0.6


0.6 0.6

Corrección por las magnitudes de influencia k i 0.4 0.5

Corrección por la calidad del haz kQ 2.8 3.2


3.0 3.4

a Ver la Guía ISO para la expresión de la incertidumbre [32], o el Anexo IV. Los estimados dados en la tabla deben ser considerados valores típicos; ellos pueden variar dependiendo de la incertidumbre aportada por los laboratorios en

184

los factores de calibración y de la incertidumbre experimental en la institución del usuario.

b Si la calibración del dosímetro del usuario es realizada en un LPCD, entonces la incertidumbre estándar combinada en el paso 1 es inferior. La incertidumbre combinada estándar en Dw debe ser ajustada en consecuencia.

En el presente, las incertidumbres en la dosimetría de los iones pesados son más

bien grandes con respecto a la dosimetría de otros haces de radioterapia. Para los factores kQ calculados dados en este Código de Práctica, las incertidumbres están dominadas por las de la razón de poderes de frenado y el valor de W. Son necesarias aun comparaciones detalladas entre la dosimetría de la cámara de ionización y del calorímetro de agua para el desarrollo ulterior en este campo. Además es necesaria una investigación más amplia de la fragmentación de los núcleos proyectiles y blancos para perfeccionar la dosimetría de iones pesados. Las incertidumbres estimadas dadas en la Tabla 35 deben ser por lo tanto consideradas como preliminares.

185

11.8. FORMULARIO Determinación de la dosis absorbida en agua en un haz de iones pesados Usuario: ___________________________________ Fecha: _____________

1. Unidad de tratamiento radiante y condiciones de referencia para la

determinación de Dw,Q.

Unidad de terapia con iones pesados: ___________ Energía nominal: _____ MeV

Tasa de dosis nominal: __________ UM/min Ion usado: ___________________

Maniquí de referencia: agua ancho del SOBP: _____________ g/cm2

Tamaño de campo de referencia: _______ cm x cm SSD de referencia: ____ cm

Prof. de ref. zr e f : ________ g/cm2


Modelo cámara de ionización: __________ No. Serie: ________ Tipo: � pp � cil

Pared/ventana Cámara material: _____________ espesor: _________ g/cm2

Camisa de la cámara/cubierta impermeable

material: _____________ espesor: _________ g/cm 2

Ventana del maniquí material: _____________ espesor: _________ g/cm 2


ND,w = __________ � Gy/nc � Gy/div

Cond. de referencia para calibración

P0: _____ kPa T0: _____ oC Hum. Rel. _____ %


Polaridad de calib.: � +ve � -ve � corr. por efecto polaridad

Polaridad usuario: � +ve � -ve

Laboratorio de calibración: ______________________ Fecha: ______________

Modelo electrómetro: _____________________ No. Serie: ________________

Calibrado por separado de la cámara: � sí � no Rango fijado: _____________

Si es positivo, laboratorio de calibración: ________________ Fecha: _________

186

3. Lectura del dosímetro a y correcciones por magnitudes de influencia

Lectura del dosímetro no corregida en V1 y polaridad del usuario:

_______ � nC � div

Unidades de monitor del acelerador correspondientes _____________ UM

Cociente de la lectura del dosímetro y las unidades de monitor:

M1 = ____________ � nC/UM � div/UM

(i) Presión P: _____ kPa Temperatura T: _____ oC

Hum.Rel.(si se conoce):____ %

(ii) Factor de calibración del electrómetro b kelec :

� nC/div � adimensional kelec=____

(iii) Corrección por polaridadc

lectura en +V1: M+ = ______ lectura en –V1: M- = ______


Voltajes de polarización: V1(normal)= ______ V V2(reducido)= ______ V

Lecturasd en cada V: M1 = ______ M2 = _______

Cociente de voltajes V1/V2 = ___________

Cociente de lecturas M1/M2 = ___________

Usar Tabla 9 para un haz de tipo: � pulsado � pulsado barrido

a0 = _________ a1 = _________ a2 = __________

(v) Corrección por recombinación (recombinación inicial):

Voltaje de polarización (V): V1=____ V2=____ V3=____ V4=____

Lecturas promedio de cada voltaje:

M1=____ M2=____ M3=____ M4=____

Coeficientes de ajuste lineal: M∞=____ b=____

( )( ) ________

2.2732.273 0

0=

++

=PP

TT

kTP

________2

=+

= −+

M

MMk pol

hg,2

2

12

2

110 ________=

+

+=

MM

aMM

aak s

187

1/M = 1/M∞ + b/V


MQ = M1 hpl kTP kelec kpol ks ksini = ___________ � nC/UM � div/UM

4. Dosis absorbida en agua a la profundidad de referencia zref

Factor de corrección por la calidad Q del haz del usuario, kQ = _________

Tomado de � Tabla 34 � otra, especificar: ____________

Calibración de dosis absorbida del monitor en z ref:

Dw,Q (zr e f) = MQ ND,w kQ = _________ Gy/UM

a Todas las lecturas deben ser chequeadas por fuga y corregidas de ser necesario. b Si el electrómetro no se ha calibrado separadamente, kelec=1. c M en el denominador de kpol denota la lectura en la polaridad del usuario.

Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M (M+ o M- ) y la lectura de un monitor externo, Mem. Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado corrección por polaridad. En caso contrario kpol se determina de acuerdo a:

lectura de +V1 para la calidad Q 0: M+=____ lectura de -V1 para la calidad Q0: M- =____

d Rigurosamente, las lecturas deben ser corregidas por el efecto de la polaridad (promedio con ambas polaridades). Preferiblemente, cada lectura en la ecuación debe ser un promedio de los cocientes de M1 o M2 y la lectura de un monitor externo, Mem.

e Se asume que el laboratorio de calibración ha realizado una corrección por recombinación. En caso contrario el factor k´s = ks/ks,Qo debe ser usado en lugar de ks. Cuando Q0 es 60Co, ks,Qo (del laboratorio de calibración) será cercano a la unidad y el efecto del no uso de esta ecuación será despreciable en la mayoría de los casos.

f Chequear que

_____1

== ∞

MM

k inis

( )

( ) ___________

0

=

+

+

=−+

−+

Q

Qpol

MMM

MMM

k

11

121

21

−−

≈−VVMM

ks

188

ANEXO I

RELACION ENTRE LOS CODIGOS DE PRACTICA BASADOS EN NK Y ND,w

La conexión entre el formalismo de NK-ND,air (usado por ejemplo, en el TRS-277

[17] y el TRS-381 [21] del OIEA) y el formalismo de ND,w usado en este Código de Práctica es, en principio, directa. Sin embargo, existen diferencias en el posicionamiento del detector y en el sentido de algunos factores de corrección que pueden conducir a errores si el usuario no está debidamente conciente de los cambios. Por esta razón la conexión entre estos dos formalismos se presenta de forma detallada en este Anexo. En la Ref. [21] Código de Práctica para cámaras de ionización plano - paralelas, se proporciona una actualización de la información de la Ref. [17] (también incluye algunos cambios en los datos de las cámaras cilíndricas). I.1. HACES DE 60Co, DE FOTONES Y ELECTRONES DE ALTAS ENERGIAS

Los protocolos basados en NK determinan la dosis absorbida en agua en la profundidad de referencia en un maniquí en un proceso de dos pasos.

En el primer paso, se obtiene un factor de la cámara en términos de dosis absorbida en la cavidad de aire, ND,air. Esto se completa relacionando la kerma en aire (directo en aire), Kair, con la dosis absorbida media Dair dentro de la cavidad de aire de la cámara de ionización del usuario en un haz de 60Co; es decir donde el significado de los factores g, katt y km están dados en la Ref. [17]. El factor k cel en la Ec. (46) tiene en cuenta la no equivalencia a aire del electrodo central de la cámara de ionización cilíndrica durante la calibración de la cámara en términos de kerma en aire en 60Co (ver Ref. [21] y referencias en ella sobre este tema). NK se define como el cociente de Kair y la lectura M del dosímetro durante la calibración en 60Co; en el mismo sentido ND,air puede ser definida como el cociente de Dair y la misma lectura M. En el formalismo actualizado dado en la Ref. [21], ND,air está dado por

Este factor fue llamado ND en la Ref. [17], pero el subíndice ‘air’ (aire) fue incluido en la Ref. [21] para especificar sin ambigüedad que se refiere a la dosis absorbida en el aire de la cavidad de la cámara; este es el Ngas de la AAPM TG-21 [9]. La Ec. (47) reemplaza a la ecuación dada en la Ref. [17], la cual es

ND = NK (1 – g) katt km (48)

( ) celmattairair kkkgKD −= 1 (46)

( ) celmattKairD kkkgNN −= 1,(47)

189

Nótese que la Ec. (48) en la Ref. [17] no incluía el k cel y por consiguiente ND no se relacionaba sólamente con las características geométricas de la cámara, debido a que se pretende que el factor sea una medida indirecta del volumen de la cavidad44 y por consiguiente una constante de la cámara. El factor k cel fue en cambio incluido en la Ref. [17] en un factor global pcel que tiene en cuenta el efecto combinado del electrodo central, ambos durante la calibración de la cámara en aire en un haz de 60Co y durante las mediciones posteriores en haces de fotones y electrones en un maniquí. El valor numérico de ND,air para cámaras cilíndricas con un electrodo de aluminio de 1 mm de diámetro (NE 2571) es un factor 1.006 mayor que el ND como se muestra en la Ref. [17], incluso si la dosis absorbida en agua en 60Co es la misma debido a la simp lificación de los dos factores de corrección por los efectos del electrodo (ver adelante).

Se asume que el factor ND,air obtenido en la calidad 60Co es también válido en la calidad Q del usuario. Entonces el factor ND,air permite la determinación de la dosis absorbida media dentro de la cavidad de aire en la calidad Q del haz del usuario.

Dair,Q = MQ ND,air (49)

En el segundo paso se obtiene la dosis absorbida en agua, Dw,Q, en un punto de un maniquí donde se coloca el punto efectivo de medición de la cámara, a partir de la dosis en aire usando el principio de Bragg-Gray

Dw,Q(Peff) = MQ ND,air (sw,air)Q pQ (50) donde MQ es la lectura del dosímetro en la calidad Q del haz corregida por las magnitudes de influencia, sw,air es la razón de poderes de frenado agua – aire, pQ es el factor de perturbación global de la cámara de ionización para mediciones en el interior del maniquí en un haz de calidad Q y Peff es el punto efectivo de medición de la cámara, corrido desde el centro de la cámara hacia la fuente. Nótese que en la Ref. [17] donde la calidad Q del haz fue denotada por ‘u’(calidad del haz del usuario), el concepto de un factor de perturbación global fue simplificado; para haces de fotones y electrones, pu fue identificado, respectivamente, por los factores de perturbación pwall y pcav usados en la

44 Nótese que si el volumen de la cámara, V, fuera conocido exactamente como es el caso de

la cámara de ionización patrón primario, en la calidad de calibración, ND,air se definiría como en la Ref. [12]:

Gy/C) ó J/kgC(en 1

, eW

VMD

Nair

airairD ρ

==

En el formalismo ND,air, W/e se asume como constante para fotones y electrones [17], y por tanto el factor ND,air depende sólo de la masa de aire (Vρair) dentro de la cavidad; de esta manera es una constante de la cámara establecida para ciertas condiciones ambientales de referencia.

190

Ref. [21] y en este Código de Práctica. Se debe hacer énfasis en que con la Ec. (50) la dosis absorbida en agua está determinada en el punto donde se sitúa Peff.

Como es bien conocido (ver Secciones 1.6 y 4.2.5), una alternativa al uso del punto efectivo de medición de la cámara es considerar un factor de perturbación pdis que tenga en cuenta el efecto de sustitución de un volumen de agua por el de la cavidad del detector, cuando el punto de referencia del volumen del detector es tomado en el centro de la cámara.

La Ec. (50) puede ser escrita como:

Dw,Q(centro) = MQ ND,air (sw,air)Q pQ (51) . donde para mayor claridad, la referencia al ‘centro’ de la cámara ha sido escrita completamente. La forma expandida del factor de perturbación global queda

pQ = [pcav pdis pwall pcel]Q (52)

y la dosis absorbida en agua está determinada en la posición del centro de la cámara. El significado de los diferentes factores ha sido descrito en la Sección 1.6.

Es necesario hacer dos importantes observaciones en relación con la corrección por el electrodo central y con el uso del punto efectivo de medición.

(i) Cuando las expresiones para ND,air y para pQ, Ec. (47) y (52) respectivamente, son insertadas en la Ec. (51), el producto k cel pcel aparece debido al efecto del electrodo central en las mediciones tanto en el aire como en el agua. Este producto fue llamado pcel en la Ref. [17], aunque debió haber sido llamado pcel-gbl para especificar sin ambigüedades que este es un factor de corrección global. Aunque los valores de k cel y pcel prácticamente se cancelan uno al otro en la calidad de radiación gamma de 60Co, es importante entender la diferencia entre el pcel usado en este Código de Práctica (y en la Ref. [21]) y el pcel-gbl de la Ref. [17], ya que sólo el pcel desempeña un papel en el formalismo ND,w debido a que es una medida que no se ha realizado en aire.

(ii) Cuando Dw,Q se determina de acuerdo a la Ec. (50), la cámara se coloca con su punto efectivo de medición a la profundidad de referencia donde se requiere la dosis absorbida; por lo tanto el centro de la cámara está más profundo que la profundidad de referencia. El uso de la Ec. (51) requiere, por otra parte, que la cámara sea colocada con su centro en la profundidad de referencia. Las dos diferentes geometrías se ilustran en la Fig. 18. Está claro que las dos situaciones descritas por las Ecs. (50) y (51) son distintas por la diferencia entre los porcientos de dosis en profundidad entre el Peff y el centro de la cámara.

191

FIG. 18. (a) En el TRS-277 [17] el punto efectivo de medición de una cámara de ionización cilíndrica se coloca en la profundidad de referencia zref donde se requiere la dosis absorbida; el centro de la cámara se encuentra más profundo que la zref en una distancia dc igual al desplazamiento de Peff (por ejemplo 0.6rcyl para haces de fotones en al Ref. [17]). (b) Excepto para los haces de electrones y de iones pesados, en el presente código de práctica, el centro de una cámara cilíndrica es colocado en la profundidad de referencia zref y la dosis absorbida se determina en esta posición.

La conexión entre el presente formalismo de ND,w y el formalismo de ND,air se establece entonces comparando las Ec. (1) y la (51), ambas para la misma calidad del haz de referencia Q0. Para la dosis absorbida en agua Dw,Qo determinada a la misma profundidad de referencia, esto obedece a

ND,w,Qo = ND,air (sw,air)Qo pQo (53) O en su forma expandida

ND,w,Qo = [NK (1 – g) katt km k cel]Co-60(sw,air)Qo[pcav pdis pwall pcel ]Qo (54)

donde Q0 generalmente se refiere a la radiación gamma de 60Co. La constancia asumida para ND,air permite extender esta relación a cualquier calidad de referencia, pero la necesidad de determinar todos los factores dentro de ND,air en la calidad de 60Co ha sido

192

enfatizada explícitamente por el subíndice en el primer corchete. Se hace énfasis en que los símbolos y sus correspondientes significados están dados en la Ref. [21].

Los detalles de los datos requeridos de los poderes de frenado y los factores de corrección por perturbación están incluidos en el Anexo II. Los factores relacionados con la determinación del ND,air pueden ser encontrados en las Ref. [17, 21]. I.1.1. Resumen de las notaciones usadas para los factores de calibración.

La notación usada en este Código de Práctica para los factores de calibración son prácticamente idénticos a los usados en la Ref. [21], pero difieren de alguna manera con los símbolos usados en la Ref. [17]. Una confusión entre los diferentes factores de calibración puede dar como resultado un considerable error en la determinación de la dosis absorbida en agua durante la calibración de un haz, el cual puede afectar los tratamientos de radioterapia de un gran número de pacientes. Por esta razón, aquí se hace un resumen de los distintos términos usados para denotar los factores de calibración en los Códigos de Práctica del OIEA y otras publicaciones.

El factor de la cámara en términos de dosis absorbida en la cavidad de aire ND,air fue llamado ND en el Reporte 35 de la ICRU[11] y en la Ref. [17]. El subíndice ‘air’ (aire) fue incluido en la Ref. [21] para especificar sin ambigüedades que se refiere a la dosis absorbida en el aire de la cavidad de la cámara. Este es el símbolo usado en este Código de Práctica. El usuario debe tener un cuidado extremo en evitar confundir el ND,air, o el anterior ND, con el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w.

El factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua ND,w fue usado en la Ref. [17] para rayos X de kV de baja energía; esta en la única calidad en la cual el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua fue aplicado en ese código de práctica. En la Ref. [21] tiene el mismo símbolo que en este Código de Práctica. El símbolo ND,w ha sido también adoptado por la AAPM TG-21 [9], donde la relación entre el Ngas y el ND es similar a la descrita anteriormente. Este símbolo ND es también usado en los certificados de calibración emitidos por algunos laboratorios y fabricantes en lugar de ND,w.

Como no existe uniformidad en la adopción de un símbolo único para los factores de calibración, se recomienda a los usuarios tener una precaución extrema y confirmar la magnitud física usada para la calibración de sus detectores con el fin de evitar errores severos que puedan poner en peligro los tratamientos de radioterapia. Como puede verse fácilmente en la Ec. (53), la diferencia entre ND,air y ND,w en 60Co es cercana al valor de la razón de poderes de frenado agua – aire en la radiación gamma de 60Co (la mayor parte de los factores de perturbación son cercanos a la unidad); por lo tanto, una confusión en el significado de los factores puede resultar en un error en la dosis aplicada al paciente de aproximadamente un 13%.

193

Ejemplos de las notaciones usadas en algunos códigos de práctica, protocolos de dosimetría, laboratorios de calibración y fabricantes, referidos a los factores de calibración en la calidad de radiación gamma de 60Co se muestran en la Tabla 36. TABLA 36. EJEMPLOS DE NOTACION USADA PARA LOS FACTORES DE CALIBRACION EN TERMINOS DE DOSIS ABSORBIDA EN LA CAVIDAD DE AIRE Y DOSIS ABSORBIDA EN AGUA EN LA CALIDAD DE RADIACION GAMMA DE 60 Co

Publicación o

institución Factor en términos de dosis

absorbida en la cavidad de aire Factor en términos de

dosis absorbida en agua Este Código de Práctica ND,air ND,w TRS-381, OIEA [21] ND,air ND,w TRS-277, OIEA [17] ND ND,w

a

ICRU-35 [11] ND -b ICRU-64 [29] ND,air ND,w AAPM TG 21 [9] Ngas ND AAPM TG 51 [51] -b ND,w Algunos laboratorios de calibración y fabricantes

-b ND

a Solamente para rayos X de kV de baja energía. b No disponible o no aplicable. I.1.2. Comparación de las determinaciones de Dw

Como ya se mencionó en la Sección 1.4, la adopción de este Código de Práctica

introducirá pequeñas diferencias en el valor de la dosis absorbida en agua determinada en haces clínicos comparado con códigos de practica y protocolos de dosimetría anteriores basados es patrones de kerma en aire (ver Ref. [17, 21]). Se ha hecho énfasis además en que cualquier conclusión derivada de la comparación entre protocolos basados en patrones de kerma en aire y de dosis absorbida en agua debe tener en cuenta las diferencias entre los patrones primarios. Puesto que los detalles de las diferencias previstas en varias situaciones serán publicados en la literatura accesible, el propósito de esta sección es anticipar los cambios esperados en los casos más comunes. Para un patrón primario dado, los resultados de una comparación dependerán del tipo y calidad del haz y del tipo de cámara de ionización.

Para la radiación gamma de 60Co, la cual está generalmente mejor caracterizada que otros tipos de radiación, las calibraciones de los haces basadas en los dos diferentes

194

patrones, Kair y Dw, difieren típicamente en 1%. La figura 19 muestra el cociente de la dosis absorbida en agua en 60Co determinada con factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua, y con factores de calibración en términos de kerma en aire conjuntamente con el TRS-277 [17] para algunos de los tipos de cámaras de ionización mostrados en la Fig. 2. A pesar de que las diferencias en la mayor parte de los casos caen dentro de la incertidumbre estándar combinada de los dos códigos de práctica, las discrepancias en este orden se esperan cuando las calibraciones ND,w y NK, trazables al BIPM y la mayoría de los LPCDs, son usadas en los hospitales y LSCDs. El cambio puede ser mayor o menor cuando las calibraciones son trazables a los laboratorios en los extremos de las distribuciones mostradas en la Fig. 4. Cualquier discrepancia sistemática entre los dos métodos, ND,w y NK, es preferible que sea debido a inexactitudes en los factores y expresiones numéricas (por ejemplo, km, pwall, etc.) usadas en el formalismo basado en NK; adicionalmente, exis te una posibilidad para un efecto sistemático en los patrones primarios de kerma en aire [31].

En el caso de calibraciones de haces de fotones y electrones de alta energía, se analiza solamente la situación que involucra el cálculo de los valores de kQ. La única contribución importante en los fotones de altas energías, y como la mayoría de los coeficientes y factores involucrados en el cálculo de los factores kQ son los mismos que en el TRS-277 (2ª Edición) [17], es el cambio en Dw en 60Co, la cual se propaga a los haces de altas energías y no se esperan otras diferencias. Para haces de electrones, además del cambio en Dw en 60Co, la segunda gran contribución será debida a la implementación de razones de poderes de frenado sw,air reales para haces clínicos, como el dato primario (sw,air para haces monoenergéticos) permanece prácticamente igual; esto resultará en cambios del orden del 0.5%. Como con el 60Co, las diferencias yacen dentro de la incertidumbre estándar combinada de los dos Códigos de Práctica basados en ND,w y NK.

195

FIG. 19. Cociente de dosis absorbida en agua en 60Co determinada con los factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua, ND,w, y con los factores de calibración es términos de kerma en aire, NK, usando el TRS-277 del OIEA [17] Código de Práctica para algunos de los tipos de cámaras de ionización mostradas en la Fig. 2. Ambos factores de calibración son trazables al BIPM. Las diferencias están en la mayoría de los casos dentro de la incertidumbre estándar combinada de los dos Códigos de Práctica basados en ND,w y NK. I.2. HACES DE RAYOS X DE KILOVOLTAJE

Para los haces de rayos X de kilovoltaje la conexión entre los dos formalismos, ND,w y NK, se establece por diferentes expresiones dependiendo de la calidad del haz.

Para rayos X de media energía y mediciones hechas con el centro de una cámara cilíndrica en la profundidad de referencia de 2 g/cm2 en un maniquí de agua, el factor de calibración en términos de dosis absorbida en agua se obtiene usando donde NK,Qo es el factor de calibración en términos de kerma en aire medido directamente en aire en la calidad Q0 de calibración de rayos X, [(µen/ρ)w,air]Qo es la razón de los coeficientes másicos de absorción de energía entre el agua y el aire, en la profundidad de referencia, y pQo es un factor de perturbación. El factor de perturbación tiene en cuenta: (i) el efecto en la respuesta de la cámara de la diferencia en el espectro en la posición de la cámara para la calibración directo en el aire y en la profundidad de referencia en el maniquí de agua, (ii) la sustitución del agua por el aire y el material de la pared de la

( )[ ]0000 ,,,, / QQairwenQKQwD pNN ρµ= (55)

196

cámara, (iii) la influencia del vástago en la respuesta de la cámara en el agua y directo en el aire, y (iv) el efecto de la camisa impermeable en la respuesta de la cámara.

La profundidad de referencia en la Ref. [17] fue especificada en 5 g/cm2; no obstante, fue dado además el dato para (µen/ρ)w,air en 2 g/cm2. Los datos para los factores de perturbación han evidenciado ser válidos también en 2 g/cm2 [104].

Para establecer la conexión en haces de rayos X de baja energía, es necesario tener en cuenta la diferencia en la respuesta de una cámara plano - paralela directo en aire comparada con ella en la superficie de un maniquí de dispersión total. Esto se debe a que los protocolos basados en NK obtienen la dosis absorbida en la superficie de un maniquí cuando se coloca una cámara plano - paralela directamente en el aire (ver el TRS-277, segunda edición [17]), mientras que el formalismo de ND,w obtiene la dosis absorbida en la superficie de un maniquí cuando la cámara es colocada con su punto de referencia en la superficie del mismo. De esta manera, para el formalismo de kerma en aire: donde el factor de calibración de kerma en aire NK,Qo medido directo en aire incluye el efecto de cualquier material en el cual esté incrustada la cámara, B es el factor de retrodispersión, [(µen/ρ)w,air]Qo

free air es la razón de los coeficientes másicos de absorción de energía directo en aire, y pQo se asume igual a la unidad para las cámaras plano - paralelas usadas. Para un formalismo basado en los factores de calibración en términos de dosis absorbida en agua

De las ecuaciones (56) y (57) tenemos que

Los datos para varios factores en las Ecs. (55) a la (58) están dados en la segunda edición de la Ref. [17] o pueden ser encontrados en otros protocolos corrientes de dosimetría y códigos de práctica [17, 96, 97]. Las relaciones dadas en esta sección permiten la comparación de este Código de Práctica con protocolos basados en factores de calibración en términos de kerma en aire, y también el uso de este Código de Práctica por medio de factores de calibración ND,w,Qo obtenidos de patrones de kerma en aire. Una comparación de este Código de Práctica con un protocolo basado en kerma en aire es efectivamente una verificación de los factores [(µen/ρ)w,air]Qo pQo y B. Ya que han existido algunas dudas, particularmente en las últimas dos, tales comparaciones serán muy provechosas.

( )[ ]00000 ,,, / Q

air freeQairwenQK

air freeQQw pBNMD ρµ= (56)

00 ,,, QwDsurfaceQQw NMD = (57)

( )[ ]000

0

0

0 ,,,, / Qair free

QairwenQKsurfaceQ

air freeQ

QwD pBNM

MN ρµ= (58)

197

ANEXO II

CALCULO DE kQ,Qo Y SU INCERTID UMBRE

II.1. GENERALIDADES

El factor de corrección por la calidad del haz, kQ,Qo, se define por la Ec. (3). En este Código de Práctica deben ser usados, cuando sea posible, los valores de kQ,Qo medidos para una cámara en particular. Sin embargo, en la mayoría de los casos tales datos no están disponibles y deben ser usados los valores calculados. En condiciones donde es válida la teoría de Bragg-Gray, los valores de kQ,Qo pueden ser calculados usando la Ec. (4):

En haces de fotones y electrones, los datos primarios monoenergéticos usados para los poderes de frenado de electrones son los dados en el Reporte 37 de la ICRU [64], con el modelo de efecto de densidad de Sternheimer. Para haces de protones y de iones pesados los datos primarios monoenergéticos usados para los poderes de frenado se muestran en el Reporte 49 de la ICRU [118].

En este Código de Práctica es usado para (Wair/e) el valor de 33.97 J/C [129 - 131] para todos los haces de fotones y electrones. Sin embargo, en vista de algunas evidencias acerca de una posible variación en Wair entre el 60 Co y los haces de fotones y electrones de alta energía [55], se incluye un componente de incertidumbre donde sea apropiado. El valor de Wair usado para haces de protones y de iones pesados es analizado en una sección al respecto en este anexo.

En ausencia de un conjunto de datos consistentes para los factores de perturbación, estos son necesariamente tratados de manera menos coherente. Ciertos componentes son deducidos a partir de experimentos, otros por cálculos de Monte Carlo u otros, y en algunos casos donde no es confiable la estimación, pueden tomarse como la unidad y asociarles una incertidumbre adecuada.

Los valores de sw,air, Wair y p para 60Co, fotones de altas energías, electrones, protones e iones pesados, y los kQ,Qo resultantes y sus incertidumbres, son analizados más adelante en secciones separadas. En la estimación de la incertidumbre de los factores kQ,Qo, las correlaciones entre los distintos parámetros se consideran de forma aproximada. Para rayos X de baja y media energías la teoría de la cavidad de Bragg-Gray no es válida de modo que en este Código de Práctica no se muestran valores calculados para kQ,Qo para estos tipos de radiación.

En este anexo el término “incertidumbre” se refiere a la incertidumbre estándar relativa expresada en porciento.

( )( )

( )( )

000

0,

,

,Q

Q

Qair

Qair

Qairw

Qairw

QQ pp

WW

s

sk = (59)

198

II.2. RADIACION GAMMA DE 60Co

Como se ha mostrado previamente, cuando la calidad de referencia Q0 es 60 Co,

el símbolo para kQ,Qo se simplifica a kQ. Los factores sw,air, Wair y pQ para 60Co aparecen en el denominador de kQ para todos los tipos de radiación y los valores usados se presentan aquí.

II.2.1. Valor de sw,air para 60Co

El valor sw,air = 1.133 para 60Co fue calculado por Andreo y col. [80] usando el

dato tabulado del poder de frenado del electrón monoenergético en la Ref. [64] con la corrección por efecto de densidad de Sternheimer. Las incertidumbres asociadas con las energías medias de excitación (valores de I) y las correcciones por efecto de densidad contribuyen a un aumento de la incertidumbre estándar de 0.5%, el que no incluye la incertidumbre básica inherente al modelo de cálculo del poder de frenado. Además, como una consecuencia de las diferencias espectrales entre los haces de 60Co, la incertidumbre atribuida a la razón de poderes de frenado de un haz de 60Co en particular está estimada en 0.1%.

II.2.2. Valor de Wair para 60Co

Wair es la energía media entregada en el aire para la formación de un par de

iones, más usualmente expresada en la forma Wair /e. El valor de Wair /e en 60 Co, para aire seco, se toma como 33.97 J/C [129 – 131]. La incertidumbre de este valor fue estimada ser 0.2% por Niatel y col. [129]. II.2.3. Valores de pQ para 60Co

El factor de perturbación global incluye todas las desviaciones provenientes del

comportamiento de un detector ideal de Bragg-Gray. En general, los efectos que contribuyen son tan pequeños que los factores de perturbación individuales, pi, tienen valores cercanos a la unidad y pueden ser tratados independientemente. Para los tipos de cámaras cilíndricas el factor de perturbación global se obtiene como el producto

pQ = pcav pdis pwall pcel (60)

Los factores de perturbación componentes pcav, pdis, pwall y pcel están definidos

en la Sección 1.6. Para los tipos de cámaras plano - paralelas, pdis y pcel se omiten.

199

II.2.3.1. Valores de pcav para 60Co

La corrección por cavidad p cav corrige por la perturbación de la fluencia de

electrones debido a las diferencias de dispersión entre la cavidad de aire y el medio. Puesto que existe un equilibrio electrónico transitorio en 60Co, en la zref (5 g/cm2 en agua), el valor de pcav se toma como la unidad (para tipos de cámaras cilíndricas y plano - paralelas). La incertidumbre asociada a esta suposición es despreciable. (<0.1%). II.2.3.2. Valores de pdis para 60Co

La corrección por desplazamiento tiene en cuenta el hecho de que la cavidad de

una cámara cilíndrica con su centro en zref hace un muestreo de la fluencia electrónica en un punto que está más cercano de la fuente de radiación que la zref. La corrección depende del radio interno de la cavidad, rcyl. Han sido usados los valores derivados de las mediciones de Johansson y col.[132]:

pdis = 1 - 0.004 rcyl (61)

donde rcyl es en mm. La incertidumbre de pdis fue estimada por Johansson y col. [132] en un 0.3%. Los tipos de cámaras plano - paralelas se colocan con el frente de la cavidad de aire en zref y se asume que no es necesaria la corrección por desplazamiento; se estima una incertidumbre de 0.2% en esta suposición. II.2.3.3. Valores de pwall para 60Co

El factor pwall considera las diferencias en los coeficientes másicos de absorción

de energía de los fotones y los poderes de frenado de electrones del material de la cámara y del medio. Para tipos de cámaras cilíndricas se usa normalmente una camisa de plástico, fina e impermeable para proteger la cámara. En este Código de Práctica es usada para la evaluación de pwall la fórmula desarrollada por Almond y Svensson [133] y modificada independientemente por Gillin y col. [134] y Hanson y Domínguez-Tinoco [135], la cual incluye el efecto de la camisa impermeable para la cámara

Los valores usados asumen una camisa impermeable para la cámara, hecha de PMMA de un espesor de 0.5 mm. Los valores usados para smed,air, son aquellos evaluados por Andreo y col. [80] usando los datos de poderes de frenado de

( ) ( ) ( )airw

airwsleevewenairsleevewallwenairwallwall s

sssp

,

,,,,, 1 ταρµτρµα −−++= (62)

200

electrones con las correcciones por efecto de densidad de Sternheimer tabulados en la Ref. [64]. Las razones de los coeficientes másicos de absorción de energía de fotones se toman de Cunningham (ver Ref. [17]). Los valores de α y τ se determinan de acuerdo a la expresión dada en la Ref. [21], esta es

y donde tw y ts son, respectivamente, los espesores de la pared y de la camisa de la cámara (en g/cm2). Ellos están basados en los datos experimentales de Lempert y col. [136] para los cuales no se brindan estimados de incertidumbre. Andreo y col. [80] compararon los cocientes de pwall calculados para algunos materiales con los datos experimentales de Johansson y col. [132] y encontraron una concordancia dentro del 0.4%. Basado en esto, se estima una incertidumbre estándar combinada para pwall de 0.5%.

Este estimado se aplica también a cámaras con pared de plástico que poseen una capa conductora fina o un recubrimiento de grafito. El efecto de este recubrimiento en pwall es difícil de estimar y los cálculos por Monte Carlo y los experimentos hasta el momento han fracasado al tratar de proporcionar una explicación satisfactoria de este fenómeno subyacente (ver Ref. [137]). Adicionalmente, los fabricantes generalmente no proporcionan información sobre el espesor exacto del recubrimiento, con excepción de PTW (ver nota e al pie de la Tabla 3). Un cálculo alternativo de pwall para los tipos de cámaras PTW 30001 y PTW 30010 ha sido hecho usando la Ec. (62), tomando el recubrimiento de grafito de 0.15 mm (de densidad ρ=0.82 g/cm3 ) como la pared de la cámara e incluyendo la porción de PMMA de la pared como parte de la camisa impermeable para la cámara. Esto conlleva a un valor para pwall el cual es aproximadamente 0.3% inferior para la radiación gamma de 60 Co. No obstante, aproximadamente la misma disminución se obtiene para pwall de fotones de altas energías, de modo que el efecto del recubrimiento de grafito en su mayor parte se cancela en el cociente de los valores de pwall que forman parte del cálculo de kQ. Esto concuerda dentro del 0.1% con los valores de kQ obtenidos para este tipo de cámara con la suposición que la pared está hecha completamente de PMMA (estos son los valores más recientes, los cuales son adoptados para fotones de altas energías en este Código de Práctica). La contribución a la incertidumbre de pwall surgida de este efecto se considera despreciable. (<0.1%).

Para tipos de cámaras plano - paralelas, pwall es problemático y han sido reportadas variaciones de hasta el 3% entre cámaras del mismo tipo [138]. Es por esta razón que en la Sección 7 está incluido el método de calibración cruzada. No obstante, los valores han sido obtenidos por una combinación de mediciones y cálculos. Han sido usados los dados en la Ref. [21] para un número de tipos de

(63)

(64)

wtw et 88.111)( −−=α

)1()( 88.1188.11 sw tts eet −− −=τ

201

cámaras. Además, los valores para las cámaras de tipo Attix, Exradin y Holt han sido tomados de los cálculos de Rogers [139]. Asumiendo que variaciones del 3% representan un intervalo de confidencia de 67% (k=1) de una distribución normal, la incertidumbre estándar está estimada en 1.5%. II.2.3.4. Valores de pcel para 60Co

Para los tipos de cámaras cilíndricas, p cel corrige la ausencia de equivalencia a

aire del electrodo central. Como se muestra en los cálculos por Monte Carlo de Ma y Nahum [140] y en la determinación experimental de Palm y Mattsson [141], la corrección por este efecto es despreciable para electrodos centrales de plástico y grafito. Ambos grupos mostraron también que un electrodo central de aluminio de 1 mm de diámetro, como el usado en muchos tipos de cámaras Farmer, aumenta la respuesta de la cámara alrededor del 0.7% en la profundidad de referencia en 60 Co. Estos hallazgos estuvieron en concordancia con el aumento de la respuesta medida previamente por Mattsson [142]. Así pues, un valor para p cel de 0.993 ha sido usado aquí para cámaras con electrodo central de aluminio de 1 mm de diámetro. La incertidumbre de las mediciones más recientes es 0.2% [141]. Es importante notar que este valor coincide con el usado en la Ref. [17], en la cual fue asumido el valor de la unidad para pcel-gbl para todos los tipos de cámaras cilíndricas con un electrodo de aluminio de 1 mm de diámetro como el resultado de la simplificación del efecto entre las mediciones en aire y en agua (ver Anexo I).

II.2.4. Resumen de los valores e incertidumbres para 60Co

La Tabla 37 enumera los valores usados para los factores pdis, pwall y pcel y para

el producto sw,air pQ para los tipos de cámaras cilíndricas mostrados en la Tabla 3. Los estimados de incertidumbres analizados anteriormente se resumen en la Tabla 38.

202

TABLA 37. VALORES DE LOS FACTORES pdis, pwall Y pcel Y PARA EL PRODUCTO sw,airpQ PARA LA RADIACION GAMMA DE 60Co, PARA VARIAS CAMARAS DE IONIZACION CILINDRICAS Y PLANO - PARALELAS. (como puede notarse en el texto se asume el valor sw,air = 1.133; para cámaras cilíndricas no impermeables el cálculo de pwall incluye una camisa de PMMA de espesor 0.5 mm)

Tipo de cámara de ionizacióna pdis pwall Pcel sw,airpQ Cámaras cilíndricas Capintec PR-05P mini 0.992 0.977 1.000 1.098 Capintec PR-05 mini 0.992 0.977 1.000 1.098 Capintec PR-06C/G Farmer 0.987 0.989 1.000 1.107 ExradinA2 Spokas 0.981 0.978 1.000 1.088 Exradin T2 Spokas 0.981 1.013 1.000 1.127 Exradin Al mini Shonka 0.992 0.978 1.000 1.100 Exradin Tl mini Shonka 0.992 1.013 1.000 1.139 Exradin Al 2 Farmer 0.988 0.984 1.000 1.101 Far West Tech. 1C- 18 0.991 1.016 1.000 1.141 FZH TK 01 0.986 0.996 1.000 1.113 Nuclear Assoc. 30-750 0.992 0.986 1.000 1.109 Nuclear Assoc. 30-749 0.988 0.986 1.000 1.104 Nuclear Assoc. 30-744 0.988 0.986 1.000 1.104 Nuclear Assoc. 30-716 0.988 0.986 1.000 1.104 Nuclear Assoc. 30-753

Farmer shortened 0.988 0.986 1.000 1.104 Nuclear Assoc 30-751 Farmer 0.988 0.997 0.993 1.108 Nuclear Assoc 30-752 Farmer 0.988 0.991 0.993 1.101 NE2515 0.988 1.000 0.993 1.112 NE 25 15/3 0.987 0.992 0.993 1.102 NE 2577 0.987 0.992 0.993 1.102 NE 2505 Farmer 0.988 1.000 0.993 1.112 NE 2505/A Farmer 0.988 1.012 0.993 1.126 NE 2505/3, 3A Farmer 0.987 0.992 0.993 1.102 NE 2505/3, 3B Farmer 0.987 1.009 0.993 1.122 NE 2571 Farmer 0.987 0.992 0.993 1.102 NE 2581 Farmer 0.987 1.007 1.000 1.127

203

TABLA 37 (cont.) NE 2561/2611 Sec. Std 0.985 0.990 1.000 1.105 PTW 23323 micro 0.993 1.001 0.993 1.119 PTW 23331 rigid 0.984 1.001 0.993 1.109 PTW 23332 rigid 0.990 1.001 0.993 1.115 PTW 23333 0.988 1.001 0.993 1.113 PTW 30001/30010 Fanner 0.988 1.001 0.993 1.113 PTW 30002/30011 Farmer 0.988 0.991 1.000 1.109 PTW 30004/30012 Farmer 0.988 0.991 0.993 1.101 PTW 30006/30013 Farmer 0.988 1.001 0.993 1.112 PTW 3 1002 flexible 0.989 1.001 0.993 1.114 PTW 3 1003 flexible 0.989 1.001 0.993 1.114 SNC 100730 Farmer 0.986 1.001 0.993 1.111 SNC 100740 Farmer 0.986 0.990 0.993 1.099 Victoreen Radocon III 550 0.990 0.993 1.000 1.115 Victoreen Radocon II 555 0.990 1.010 1.000 1.134 Victoreen 30-348 0.990 1.001 1.000 1.123 Victoreen 30-351 0.988 1.001 1.000 1.121 Victoreen 30-349 0.984 1.001 1.000 1.116 Victoreen 30-361 0.990 1.001 1.000 1.124 Scdx-WellhSfer 1C 05 0.988 0.986 1.000 1.104 Scdx-WellhSfer 1C 06 0.988 0.986 1.000 1.104 Scdx-WellhSfer 1C 10 0.988 0.986 1.000 1.104 Scdx-WellhSfer 1C 15 0.988 0.986 1.000 1.104 Scdx-WellhSfer 1C 25 0.988 0.986 1.000 1.104 Scdx-WellhSfer 1C 28 Farmer

shortened 0.988 0.986 1.000 1.104 Scdx-WellhSfer 1C 69 Farmer 0.988 0.997 0.993 1.108 Scdx-WellhSfer 1C 70 Farmer 0.988 0.991 0.993 1.102 Cámaras plano - paralelas Attix RMI 449 1.023 1.159 Capintec PS-033 0.989 1.121 Exradin Pll 1.018 1.154 Holt (Memorial) 1.004 1.138

204

TABLA 37 (cont.) NACP/Calcam 1.024 1.161 Markus 1.009 1.144 Roos 1.010 1.145 1 Algunas de las cámaras mostradas en esta tabla no cumplen todos los requisitos mínimos descritos en la Sección 4.2.1. Sin embargo, han sido incluidas por su uso clínico actual.

TABLA 38. INCERTIDUMBRES ESTANDARES RELATIVAS ESTIMADAS DE LOS PARAMETROS QUE FORMAN PARTE DEL DENOMINADOR DE LA Ec. (59) EN LA CALIDAD DE HAZ 60Co

Tipo de cámara Componente Cilíndrica, uc (%) Plano - paralela, uc

(%)

sw,air 0.5 0.5

sw,air atribuida a la calidad del haz 0.1 0.1

Wair/e 0.2 0.2

pcav <0.1 <0.1

pdis 0.3 0.2

pwall 0.5 1.5

pcel 0.2 - Incertidumbre estándar combinada 0.8 1.6 II.3. HACES DE FOTONES DE ALTAS ENERGIAS

Los parámetros individuales que forman parte del numerador de la Ec. (59) para haces de fotones de altas energías se analizan más adelante. En la estimación de las incertidumbres se tienen en cuenta las correlaciones entre los valores de estos parámetros en 60 Co y en haces de fotones de altas energías puesto que estos son los únicos cocientes que entran en el factor kQ.

205

II.3.1. Valores de sw,air en haces de fotones de altas energías

Las razones de poderes de frenado sw,air de Spencer-Attix son tomadas de los cálculos de Andreo [143, 144]. Estos cálculos fueron realizados usando los datos de poderes de frenado de electrones tabulados en la Ref. [64]. En la estimación de la incertidumbre de sw,air respecto al valor de 60Co, las correlaciones no son grandes debido a que los efectos principales son aquellos surgidos de la incertidumbre del valor de I para el agua, lo cual es importante para el 60 Co pero no para las altas energías, y el modelo de efecto de densidad usado para el agua, el cual es importante sólo para altas energías. Ha sido estimado un valor de 0.5%. La incertidumbre de las razones de poderes de frenado atribuidas a una calidad de haz del usuario en particular, se estima en 0.3%. II.3.2. Valor de Wair en haces de fotones de altas energías

El valor de Wair usado normalmente para haces de fotones de altas energías es el mismo que el usado para 60Co, y en este Código de Práctica se sigue con esa tendencia. No obstante, existen evidencias crecientes [55] de que esta suposición puede estar en un error de hasta 1%. Para tener esto en cuenta se asume un componente de incertidumbre de 0.5% para el cociente de Wair en la Ec. (59). II.3.3. Valores de pQ en haces de fotones de altas energías

Los componentes de la corrección por perturbación mostrados en la Ec. (60) son analizados por separado. Se consideran sólo los tipos de cámaras cilíndricas, puesto que las plano - paralelas no deben ser usadas para la dosimetría de referencia en haces de fotones de altas energías. II.3.3.1. Valores de pcav en haces de fotones de altas energías

Como en 60 Co, aquí se asume que existe un equilibrio transitorio en la profundidad de referencia y el valor de pcav se toma como la unidad con una incertidumbre despreciable (<0.1%). II.3.3.2. Valores de pdis en haces de fotones de altas energías

En haces de fotones de altas energías el efecto de desplazamiento es uno de los de mayor contribución a la incertidumbre final en kQ. El único conjunto disponible de datos experimentales es debido a Johansson y col. [132], con una incertidumbre estimada de 0.3%. Sin embargo, estos valores fueron determinados usando principalmente aceleradores de viejos diseños y en una época en que las calidades

206

de los haces eran identificadas en términos de MV. Los valores para este factor de corrección dados en la Ref. [9] difieren de los de Johansson hasta en un 0.6% para una cámara de tipo Farmer, y aun más para cámaras de diámetro grande, pero estas diferencias pueden ser asumidas como consistentes con el estimado de incertidumbre dado anteriormente.45 Los valores para 60Co y para fotones de altas energías deben ser correlacionados, pero el alcance de esta correlación es difícil de estimar. Un estimado de la incertidumbre del cociente de pdis que forma parte del valor de kQ es 0.4%. II.3.3.3. Valores de pwall en haces de fotones de altas energías

Como para 60Co, la Ec. (62) es usada para el cálculo de pwall, asumiendo una camisa de la cámara, hecha de PMMA de espesor 0.5 mm. El uso de esta expresión en lugar de la expresión más común desarrollada por Almond y Svensson [133] produce un incremento máximo en pwall de 0.2% para ciertos tipos de cámaras y calidades de haces. Los valores de smed,air fueron evaluados por Andreo [143, 144] usando los datos de poderes de frenado de electrones de la Ref. [64]. Los valores de las razones de los coeficientes másicos de absorción de energía de fotones se toman de Cunningham (ver Ref. [17]). Puesto que son usados los mismos datos y la misma ecuación para pwall en 60Co y en fotones de altas energías, las correlaciones son significativas y la incertidumbre en el cociente de pwall que forma parte del valor de kQ está estimada en 0.5%. II.3.3.4. Valores de pcel en haces de fotones de altas energías

Los cálculos de Monte Carlo de Ma y Nahum [140] y las determinaciones experimentales de Palm y Mattsson [141] evidenciaron que un electrodo central de plástico o grafito de 1 mm de diámetro no tiene efecto en la respuesta de una cámara de ionización en un maniquí de agua irradiado con fotones de altas energías. Sin embargo, la presencia de un electrodo de aluminio de 1 mm de diámetro aumenta la respuesta en 0.43% a 0.75% para calidades de haces de fotones con TPR20,10 de 0.80 y 0.58 respectivamente. Estos resultados, asumiendo que varían linealmente con la calidad del haz, han sido usados para el cálculo de kQ. La incertidumbre experimental de pcel está estimada en 0.2%. No obstante, existirá alguna correlación en los valores de pcel para 60 Co y para fotones de altas energías; la incertidumbre en el cociente de los factores pcel está estimada en 0.1%.

45 De acuerdo con la ISO [32], cuando no existe un conocimiento específico sobre los

posibles valores de una variable Xi dentro de un intervalo, sólo puede asumirse que la variable está dentro de una distribución rectangular uniforme con un valor xi esperado en el punto medio del intervalo y una varianza asociada u2(x i)=a2/3 , donde a es la mitad del ancho del intervalo

207

II.3.4. Resumen de las incertidumbres en haces de fotones de altas energías TABLA 39. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA LOS VALORES CALCULADOS PARA kQ PARA HACES DE FOTONES DE ALTAS ENERGIAS

Componente uc (%)

sw,air respecto al 60Co 0.5

sw,air atribuida a la calidad del haz 0.2

Wair/e respecto al 60Co 0.3

pcav en 60Co y en fotones de altas energías <0.1

pdis respecto al 60Co 0.4

pwall respecto al 60Co 0.5

pcel respecto al 60Co 0.1 Incertidumbre estándar combinada de kQ 1.0

La Tabla 39 resume los estimados de las incertidumbres estándares para todos

los parámetros que forman parte de la Ec. (59). Para haces de fotones de altas energías la incertidumbre estándar combinada en los valores de kQ es 1.0%.

Vale la pena señalar que las incertidumbres estimadas dadas en la Tabla 39 tienen en cuenta, de una forma aproximada, las limitaciones de nuestro conocimiento actual sobre los factores de corrección por perturbación de las cámaras de ionización en haces de fotones. Por ejemplo, ha sido demostrado por Seuntjens y col. [145] que cuando el efecto de la camisa impermeable para la cámara es despreciable en el cálculo de pwall (como en la Ref. [51]), se obtiene una coincidencia ligeramente mejor entre los valores experimentales de kQ y los calculados para algunas cámaras de ionización en haces de fotones de altas energías. La magnitud de este efecto se muestra en la Fig. 20 para valores de kQ calculados en función del TPR20,10 para dos tipos de cámaras de ionización usadas comúnmente. Una pequeña y progresiva disminución en los valores de kQ en altas energías puede observarse cuando son usadas en el cálculo de pwall, camisas de la cámara, hechas de PMMA de espesor 1 mm, 0.5 mm y cuando no es usada ninguna.

208

Cal idad del haz de fotones (TPR20,10)

Ca l idad de l haz de fo tones (TPR 20,10) FIG. 20. Comparación de valores de kQ experimentales y calculados para haces de fotones de altas energías, donde se muestra la influencia de las camisas impermeables para las cámaras, hechas de PMMA de diferentes espesores en el cálculo de los factores de corrección pwall para los tipos de cámaras (a) NE 2561/2611 y (b) NE 2571. Los valores experimentales (círculos oscuros) fueron medidos en el NPL, para los cuales fue estimada una incertidumbre de 0.7% (ver nota c al pie de la Tabla 15). Los espesores de las camisas

209

de las cámaras son 1 mm (líneas de puntos, triángulos invertidos), 0.5 mm (líneas continuas, triángulos derechos) y sin camisa (líneas quebradas, cuadrados).

El efecto neto es una mejoría gradual en la concordancia con los valores de kQ

determinados experimentalmente. Debe hacerse énfasis, sin embargo, en que se puede obtener una tendencia similar por el uso de valores de los factores de corrección por perturbación pcav , pdis y pcel que difieran de los usados en este Código de Práctica. Despreciar el efecto de la camisa de la cámara, o algún otro componente en el cálculo de p wall no debe ser justificado por la fundamentación de una mejor coincidencia con los valores experimentales de kQ. Los valores calculados usados en este Código de Práctica para todos los factores de corrección por perturbación de la cámara son aquellos considerados como la mejor elección de acuerdo con la situación de la dosimetría con cámaras de ionización. Se debe enfatizar una vez más, sin embargo, que la elección preferida en este Código de Práctica es el uso de valores determinados experimentalmente para la cámara del usuario. II.4. HACES DE ELECTRONES

Para la dosimetría de electrones la evaluación de kQ,Qo depende de si la calidad de calibración Q0 es 60Co o un haz de electrones. En el primer caso, kQ es evaluado con respecto a otros tipos de radiación, tomando los valores para 60 Co de la Sección II.2. En el último caso se introducen kQ,Qint y kQo,Qint , pero los factores (e incertidumbres) contenidos en Qint se simplifican cuando se toma el cociente de estos, entonces la elección de Qint es irrelevante en el presente análisis. II.4.1. Valores de sw,air en haces de electrones

Las razones de poderes de frenado sw,air fueron calculadas por Ding y col. [92] usando simulaciones de Monte Carlo que incluyeron detalles de los cabezales de aceleradores lineares clínicos para una variedad de tipos de aceleradores. Los datos iniciales monoenergéticos fueron los de la Ref. [64]. Los cocientes calculados en zref (como muestra la Ec. (24)) fueron ajustados empíricamente por Burns y col. [91] y son estos los valores ajustados que son usados en este Código de Práctica. La razón de poderes de frenado en zref en un haz de electrones de calidad R50 está dada por

sw,air (zref) = 1.253 - 0.1487(R50)0.214 (R50 en g/cm2) (65)

210

Esta relación es válida en un rango de R50 desde 1 hasta 20 g/cm2 . La desviación estándar de los valores ajustados es 0.16%, lo cual indica que los valores de sw,air en zref para diferentes aceleradores no son muy diferentes.

La estimación de la incertidumbre obedece al análisis de la Sección II.3 respecto a las correlaciones. Cuando Q0 es 60Co, es apropiada una incertidumbre estándar de 0.5% para todas las calidades de haces de electrones. Para la calibración en un haz de electrones, esta incertidumbre se reduce al 0.2%. La aplicabilidad a un acelerador en particular de los poderes de frenado dados por la Ec. (65) fue estimada por Burns y col. [91] inferior al 0.2%.

Para profundidades diferentes a zref, fueron ajustados los mismos datos iniciales con una ecuación de la forma donde x = ln(R50) y y = z/R50 es la profundidad relativa. Los valores para las constantes son:

a = 1.075 b = -0.5087 c = 0.0887 d = -0.084 e = -0.4281 f = 0.0646 g = 0.00309 h = -0.125

La desviación estándar del ajuste es 0.4%. Los valores obtenidos usando esta

ecuación se muestran en la Tabla 20 para una serie de valores de R50 en el rango desde 1 hasta 20 g/cm2 y para valores de la profundidad relativa z/R50 en el rango desde 0.02 hasta 1.2. II.4.2. Valor de Wair en haces de electrones

Al igual que para fotones de altas energías, el valor de Wair/e para aire seco se toma igual a 33.97 J/C y se incluye una incertidumbre de 0.5% para considerar una posible variación en este valor con la energía del electrón. Para una calibración en un haz de electrones de alta energía y su uso en un haz de electrones de baja energía, la incertidumbre es pequeña y se estimó en un valor de 0.3%. II.4.3. Valores de pQ en haces de electrones

Los factores de perturbación en haces de electrones se analizan ampliamente en la Ref. [21], y la mayoría de los valores recomendados en ella son adoptados en este Código de Práctica. Los diversos componentes son los mostrados en la Ec. (60). Las correlaciones entre las incertidumbres para 60Co y haces de electrones se consideran como despreciables. Para la calibración en un haz de electrones de alta energía y su uso

hygxfxexdycxbxa

zs airw +++++++

= 32

2

, 1)( (66)

211

en un haz de baja energía, la incertidumbre en el cociente de los factores pQ se toma que sea la misma que para pQ para baja energía.

Nótese que varios conjuntos de datos para factores de perturbación previamente expresados en términos de la energía media en la profundidad z, Ez, han tenido que ser recalculados a términos de R50. Para datos antiguos, cuando Ez era calculada usando la ecuación de Harder [146], los datos de pQ fueron recalculados usando la Ec. (24) para zref y las ecuaciones:

E0 = 2.33 R50

Rp = 1.271 R50 - 0.23

(todas las profundidades expresadas en g/cm2) donde E0 es la energía media en la superficie del maniquí y Rp es el alcance práctico en agua. Las dos primeras relaciones han sido usadas ampliamente. La tercera es tomada de la Ref. [147] y se obtiene de las simulaciones según Monte Carlo usando espectros clínicos reales. La relación resultante, obtenida gráficamente, es:

Ezref = 1.23 R50 (68)

Nótese que esta ecuación está sometida a las mismas limitaciones que la ecuación de Harder [146]. Para datos más recientes para los cuales fueron obtenidos valores de Ez más perfeccionados usando la Ref. [17], los datos fueron recalculados usando:

Ezref = 0.07 + 1.027 R50 - 0.0048 (R50)2 (69) la cual es un ajuste de los datos en las Ref. [17, 21] a las profundidades de referencia dadas por la Ec. (24).

Nótese que los factores de perturbación expresados en términos de Ez son determinados normalmente cercanos a la dosis máxima, pero aquí se asume que también se aplican en zref. En bajas energías, donde zref coincide con el máximo de dosis, esta se considera una buena aproximación. En altas energías puede no ser tan buena, pero en este régimen los factores de perturbación son pequeños y varían lentamente con la profundidad de modo que la aproximación debe ser lo suficientemente buena. No obstante, se promueven las mediciones de factores de perturbación en zref; el trabajo experimental de Huq y col. [148] ha verificado la suposición citada anteriormente para cámaras cilíndricas de tipo Farmer.

−=

p

refz R

zEE

ref10

(67)

212

II.4.3.1. Valores de pcav en haces de electrones

Para los tipos de cámaras plano - paralelas con buen anillo de guarda, es decir que tienen un área radial protegida alrededor del volumen de colección de al menos 1.5 veces la separación entre electrodos, pcav en zref se asume como la unidad (con una incertidumbre despreciable).

Para una cámara cilíndrica de radio interno rcyl, los datos de pcav de las Ref. [17, 21, 132] han sido recalculados en términos de R50 y ajustados con la ecuación:

pcav = 1 - 0.0217 rcyl exp(-0.153 R50) (rcyl en mm, R50 en g/cm2) (70) la cual es válida (en zref) para rcyl en el intervalo de 1.5 mm a 3.5 mm. Para calidades de haces por encima de R50 = 4 g/cm2, para las cuales pueden ser usadas las cámaras cilíndricas, la corrección por cavidad para la mayor parte de los tipos de cámaras es inferior al 3% y se estima una incertidumbre de 0.5%. II.4.3.2. Valores de pdis en haces de electrones

En este Código de Práctica todas las cámaras se colocan en haces de electrones de forma que se minimice el efecto de desplazamiento, y no se aplica una corrección explícita. Para los tipos de cámaras plano - paralelas, la incertidumbre en este procedimiento es estimada inferior a 0.2% y para los tipos de cámaras cilíndricas se asume una incertidumbre de 0.3%. II.4.3.3. Valores de pwall en haces de electrones

Para tipos de cámaras plano - paralelas, los efectos de pared en haces de electrones son analizados en detalle en la Ref. [21]; algunas mediciones relativas más recientes son presentadas por Williams y col. [149]. En resumen, a pesar de la evidencia de que las diferencias de retrodispersión entre la pared posterior de la cámara y el agua pueden introducir un pwall no despreciable, existen en el presente datos insuficientes para recomendar valores explícitos, de manera que pwall se toma como la unidad. La incertidumbre asociada con esta suposición es difícil de estimar. La explicación más probable para los resultados observados es que la pared posterior de grafito del tipo de cámara NACP retrodispersa semejante al agua (dentro del 0.2%) y que la pared posterior fina de PMMA del tipo de cámara Roos provoca un aumento en un pequeño defecto de retrodispersión inferior al 0.2% indicado en mediciones relacionadas con una cámara de tipo NACP. Para los tipos de cámaras con buen anillo de guarda es consecuente con esta explicación una incertidumbre de pwall de 0.3% para bajas energías.

213

Para cámaras cilíndricas el componente pwall en haces de electrones es considerado generalmente pequeño (ver Ref. [150]) y en este Código de Práctica se toma como la unidad. La incertidumbre de esta aproximación se estima en 0.5%. II.4.3.4. Valores de pcel en haces de electrones

Para cámaras cilíndricas, pcel debe ser considerado para cámaras que tienen un electrodo central de aluminio. Los cálculos de Ma y Nahum [140] y las determinaciones experimentales de Palm y Mattsson [141] demuestran que para cámaras de tipo Farmer con un electrodo de aluminio de 1 mm de diámetro, puede ser usado para todas las energías un valor alrededor de 0.998. Se asume una incertidumbre estándar de 0.1%. II.4.3.5. Valores medidos de pQ para ciertos tipos de cámaras en haces de electrones

Debido a su uso generalizado se incluyen tres tipos de cámaras plano - paralelas de las que es conocida su protección insuficiente. Los datos para la cámara PTW Markus M23343 y la Capintec PS-033 se muestran en la Ref. [21]. Cuando estos datos se recalculan en términos de R50 pueden presentarse como

pMarkus,R50 = 1 - 0.037exp(-0.27 R50) (R50 ≥ 2 g/cm2) (71)

y

pCapintec,R50 = 1 - 0.084exp(-0.32 R50) (R50 ≥ 2 g/cm2) (72)

Se debe notar el límite inferior de validez de estas ecuaciones y aplicar ambos grupos de datos solamente en zref. Para todos los tipos de cámaras, los valores dados fueron determinados por mediciones relativas respecto a un tipo de cámara con buen anillo de guarda cuya corrección por perturbación fue asumida igual a la unidad. La incertidumbre estándar de los valores ajustados, los cuales representan la corrección por perturbación total pQ, es inferior a 0.2%. Sin embargo, la incertidumbre global está limitada por la incertidumbre de pwall para el tipo de cámara con buen anillo de guarda, la cual es 0.3%.

214

II.4.4. Resumen de las incertidumbres en haces de electrones TABLA 40. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA DE LOS VALORES CALCULADOS PARA kQ PARA HACES DE ELECTRONES (BASADO EN LA CALIDAD DE CALIBRACION 60Co) Tipo de cámara Cilíndrica Plano - paralela

Rango de calidad del haz Electrones

R50≥4 g/cm2

60Co+elect R50≥4 g/cm2

Electrones R50≥1 g/cm2

60Co+elect R50≥1 g/cm2

Componente uc (%) uc (%) uc (%) uc (%)

sw,air respecto al 60Co - 0.5 - 0.5

sw,air atribuida a la calidad del haz

0.2 - 0.2

Wair/e respecto al 60Co - 0.5 - 0.5

pcav 0.5 0.5 <0.1 <0.1

pdis 0.3 0.4 0.2 0.3

pwall 0.5 0.7 0.3 1.5

pcel 0.1 0.2 - - Incertidumbre estándar combinada de kQ

- 1.2 - 1.7

La Tabla 40 resume las estimaciones de las incertidumbres estándares para todos los

parámetros que forman parte de la ecuación (59) para el caso cuando Q0 es 60Co. La incertidumbre estándar combinada de los valores de kQ es 1.2% para los tipos de cámaras cilíndricas y 1.7% para los tipos de cámaras plano - paralelas, esta última dominada por el pwall en 60Co. La Tabla 41 muestra las incertidumbres para el caso cuando Q0 es un haz de electrones de alta energía (nótese que R50 no debe ser inferior a 4 g/cm2 cuando es usada una cámara cilíndrica). Las incertidumbres son significativamente inferiores que para la calibración en 60Co, particularmente para los tipos de cámaras plano - paralelas debido a la evasión del pwall de cuando se usa el 60Co.

215

TABLA 41. INCERTIDUMBRES ESTANDARES RELATIVAS ESTIMADAS DE LOS VALORES CALCULADOS DE kQ,Qo PARA HACES DE ELECTRONES (basado en la calibración en un haz de electrones de alta energía) Tipo de cámara Cilíndrica Plano - paralela

Rango de calidad del haz R50 ≥ 4 g/cm2

_________________ R50 ≥ 1 g/cm2

_________________ Componente uc (%) uc (%)

sw.air respecto al haz de alta energía 0.2 0.2

sw,air atribuida a la calidad del haz 0.3 0.3

Wair/e respecto al haz de alta energía 0.3 0.3

pcav respecto al haz de alta energía 0.5 0

pdis respecto al haz de alta energía 0.3 0.2

pwall respecto al haz de alta energía 0.5 0.3

pcel respecto al haz de alta energía 0.1 -

Incertidumbre estándar combinada de kQ,Qo 0.9 0.6 II.5. HACES DE PROTONES

Para la dosimetría de protones, los factores de corrección de la calidad de haz calculados, dados en este Código de Práctica, están basados en una calibración en 60Co. Los valores usados para el denominador de la Ec. (59) se analizan en la Sección II.2.

216

II.5.1. Valores de sw,air en haces de protones

FIG. 21. Razones de poderes de frenado agua - aire de Spencer- Attix (∆ = 10 keV) para haces clínicos de protones en función del indicador de calidad del haz Rres. La curva es un ajuste a razones de poderes de frenado monoenergéticas calculadas por Medin y Andreo usando el código PETRA de Monte Carlo [151, 152]. Los datos incluyen el transporte de electrones secundarios y procesos inelásticos nucleares, y los poderes de frenado de protones básicos se toman del Reporte 49 de la ICRU [118].

Los valores usados son obtenidos a partir del identificador de la calidad del haz de

protones Rres

donde a = 1.137, b = -4.3 x 10-5 y c = 1.84 x 10-3. Esta ecuación se obtiene del ajuste de las razones monoenergéticas de poderes de

frenado calculadas usando el código PETRA de Monte Carlo [151]; los poderes de

resresairw R

cbRas ++=, (73)

217

frenado de protones básicos se toman de la Ref. [118]. Las razones de poderes de frenado PETRA incluyen el transporte de electrones secundarios y los procesos inelásticos nucleares, lo cual no es el caso para los poderes de frenado ICRU. Las razones de poderes de frenado PETRA calculadas 'en línea'; o sea, durante el transporte de partículas, cumplen con la teoría de la cavidad de Spencer-Attix. Los cálculos en línea tienen la ventaja de marcar exactamente las trayectorias. Además, es evitada cualquier posible influencia en el resultado del número y tamaño de los intervalos energéticos.

Los cocientes resultantes son como máximo 0.6% mayor que los valores ICRU correspondientes. En la profundidad de referencia (como se muestra en la Tabla 30) la diferencia entre los valores PETRA e ICRU calculados es menor (entre el 0.2% y 0.4% dependiendo de la profundidad, la energía y el ancho del SOBP) y es adecuada dentro de las incertidumbres reportadas. La incertidumbre estadística de sw,air está estimada en 0.2% [152]. La incertidumbre de las razones de poderes de frenado a la profundidad de referencia en un haz clínico está estimada en 1%. La Fig. 21 muestra a sw,air en función de Rres. La no correlación con los poderes de frenado de electrones es considerada en la evaluación de la incertidumbre de los factores kQ. La incertidumbre en asignar las razones de poderes de frenado a una calidad determinada de haz de protones está estimada en 0.3%. II.5.2. Valor de Wair en haces de protones

En la Ref. [116] se presenta un examen integral de la literatura sobre el valor de Wair(E) , incluyendo los valores obtenidos a partir de la comparación de métodos calorimétricos e ionométricos. Por otra parte, el reporte de la ICRU presenta un extenso análisis de la diferencia entre Wg(E) , la energía media requerida para que partículas cargadas de energía E creen un par electrón - positrón en un gas g, y wg(E) , el valor diferencial. Puesto que en este Código de Práctica se recomiendan las razones de poderes de frenado PETRA, los valores de Wair(E) dados en la Ref. [116] (particularmente aquellos obtenidos a partir de comparaciones de mediciones calorimétricas e ionométricas) deben ser corregidos para considerar las pequeñas diferencias entre las razones de poderes de frenado PETRA e ICRU. Un procedimiento usando medias con peso estadístico, tomando en cuenta la incertidumbre estadística de cada valor [153, 154], arroja el valor Wair/e = 34.23 J/C, con una incertidumbre estándar de 0.4%. Esta incertidumbre puede ser comparada con la incertidumbre de 0.2% para el valor de Wair/e para electrones, el cual fue obtenido por el mismo método estadístico.46

46 Es posible llegar al mismo valor promedio usando un simple 'ajuste grueso', el cual minimiza la influencia de bordes (ver Ref. [155]), pero el procedimiento dado en esta referencia no permite que se tengan en cuenta los pesos estadísticos en la determinación de la incertidumbre.

218

Hasta que más información esté disponible, el valor de Wair/e = 34.23 J/C y la incertidumbre estándar de 0.4% son los recomendados para la dosimetría de protones y estos son los valores usados en este Código de Práctica. II.5.3. Valores de pQ en haces de protones

La información experimental de factores de perturbación en haces de protones está disponible actualmente sólo para un número limitado de cámaras de ionización en una energía específica de protones; por lo tanto, todos los componentes se tomarán igual a la unidad. El análisis siguiente se concentra en las incertidumbres. II.5.3.1. Valores de pcav en haces de protones

La incertidumbre de pcav puede ser considerada en dos partes, la correspondiente a la contribución de los electrones secundarios y a las partículas pesadas secundarias. La desaceleración de los electrones secundarios generados en haces de protones es similar a la del caso de fotones (60Co o fotones de altas energías) y entonces la incertidumbre despreciable asumida para el caso de fotones puede ser también asumida para los protones. La incertidumbre de la contribución de las partículas pesadas se toma igual a 0.3%, para cámaras cilíndricas y plano - paralelas. II.5.3.2. Valores de pdis en haces de protones

Dado que la profundidad de referencia (como se muestra en la Tabla 30) está situada en una región de dosis uniforme, pdis se toma como la unidad. La magnitud de la corrección es poco probable que exceda el 0.5%. Esta incluye el efecto de posibles ondas en el SOBP y un pequeño gradiente de dosis en la región del plateau. Se debe destacar que este efecto puede depender de la resolución de la modulación, influyendo la uniformidad de la dosis en el SOBP. Para esta corrección se estima una incertidumbre de 0.2%, para cámaras cilíndricas y plano - paralelas. II.5.3.3. Valores de pwall en haces de protones

Los cálculos por Monte Carlo de Palmans y Verhaegen [117] indican un posible efecto en pwall debido a la influencia de electrones secundarios. Mediciones recientes [156] confirman estos cálculos para ciertos materiales de pared; sin embargo, el efecto no debe ser mayor del 0.5%. Por tanto, pwall es tomado actualmente igual a la unidad. En la estimación de la incertidumbre puede ser aplicado al pwall un argumento similar que para el pcav, a saber que la incertidumbre surgida del componente de electrones secundarios debe ser similar que para fotones, el cual es 0.5%. De igual modo, se asume una contribución de las partículas pesadas de 0.3%. También está incluido un

219

componente de 0.2% que surge de los protones primarios, produciendo una incertidumbre combinada de 0.6% para cámaras plano - paralelas y cilíndricas.

II.5.3.4. Valores de pcel en haces de protones

Para tipos de cámaras con un electrodo central de aluminio, fue reportado un valor de 0.997 para pcel por Medin y col. [54] para un haz de protones de 170 MeV y un valor de 1.00 por Palmans y col. [156] en un haz de protones de 75 MeV. En este Código de Práctica es usado el valor de 1.0 junto a su incertidumbre de 0.4%, la cual es adoptada para todas las cámaras de ionización cilíndricas. II.5.4. Resumen de las incertidumbres en haces de protones

La Tabla 42 resume las estimaciones de incertidumbres y muestra una incertidumbre estándar combinada de kQ para haces de protones de 1.7% y 2.1% para cámaras cilíndricas y plano - paralelas respectivamente. El mayor componente de esta incertidumbre es la de sw,air y la de pwall para cámaras de ionización plano - paralelas en el haz de referencia 60Co. TABLA 42. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA DE LOS VALORES CALCULADOS DE kQ PARA HACES DE PROTONES Tipo de cámara Cilíndrica Plano - paralela

Protones 60Co+prot Protones 60Co+prot

Componente uc (%) uc (%) uc (%) uc (%)

sw,air 1.0 1.1 1.0 1.1

sw,air atribuida a la calidad del haz

0.3 0.4 0.3 0.4

Wair/e 0.4 0.5 0.4 0.5

pcav 0.3 0.3 0.3 0.3

pdis 0.2 0.4 0.2 0.3

pwall 0.6 0.8 0.6 1.6

pcel 0.4 0.5 - -

Incertidumbre estándar combinada de kQ

- 1.7 - 2.1

220

II.6. HACES DE IONES PESADOS

Para haces de iones pesados, los factores de corrección de la calidad del haz calculados que se muestran en este Código de Práctica están basados en una calibración en 60Co. Así que los valores usados para el denominador de la Ec. (59) son analizados en la Sección II.2. II.6.1. Valor de sw,air en haces de iones pesados

El valor de sw,air debe ser obtenido por el promedio sobre el espectro completo de las partículas primarias y los núcleos fragmentados en la profundidad de referencia, como donde (Si(E)/ρ)m es el poder másico de frenado en la energía E para la partícula i en el medio m y ΦE es el diferencial en energía de la fluencia de la partícula. Sin embargo, en vista de la falta de conocimientos del espectro de fluencia ΦE, pueden hacerse simplificaciones sustanciales.

La Fig. 22 muestra los valores calculados para sw,air usando diferentes métodos computarizados desarrollados por Salamon [157] para iones de helio, carbono, neón y argón, por Hiraoka y Bichsel [158] para iones de carbono y por la ICRU [118] para protones y helio. Como puede verse en la figura, todos los valores yacen en el intervalo desde 1.12 hasta 1.14, incluyendo los valores para iones pesados lentos. En la actualidad se adopta un valor constante para sw,air de 1.13 en haces de iones pesados. La incertidumbre de sw,air en haces de iones pesados debe ser mucho mayor que para haces de protones por su dependencia de la energía y del tipo de partícula. Las incertidumbres en los poderes de frenado básicos deben ser también incluidas. Ha sido estimada una incertidumbre estándar combinada de 2.0% [123], la cual ha sido adoptada aquí.

( )

( )∑∫

∑∫∞

∞

⋅Φ

⋅Φ

=

iairiiE

iwiiE

airw

dEES

dEES

s

0,

0

,

,

/)(

/)(

ρ

ρ(74)

221

FIG. 22. Razón de poderes de frenado agua - aire para iones pesados calculada usando métodos computarizados desarrollados por Salamon [157] (para C, Ne, Ar y He) y por Hiraoka y Bichsel [158] (para C). También se incluyen los datos para los protones y el He dados en la Ref. [118]. II.6.2. Valor de Wair en haces de iones pesados

Como se analizó anteriormente para sw,air, el valor de Wair debe ser obtenido idealmente promediando sobre el espectro completo de partículas primarias y núcleos fragmentados en la profundidad de referencia

( )

( )∑∫

∑∫∞

∞

Φ

⋅Φ

=

i i

airiiE

iairiiE

HIdE

eEw

ES

dEES

ew

0

,

0,

/)(

/)(

/)(

ρ

ρ

(75)

222

donde wi(E) es el valor diferencial de Wair en la energía E para la partícula i. El diferencial de fluencia en energía, ΦE, debe cubrir un espectro ancho de energía e incluir todas las partículas primarias y secundarias.

Se han hecho sólo unas pocas investigaciones experimentales de Wair para iones pesados de alta energía. Hartmann y col. [123] analizaron el valor de Wair para iones de carbono de alta energía y concluyeron que debe ser usado el valor 34.8 J/C. En el presente código, los valores de Wair para diferentes iones fueron tomados de la literatura y se muestran en la Tabla 43. El mismo procedimiento que el aplicado a haces de protones, teniendo en cuenta la incertidumbre estadística de cada valor [153, 154], da como resultado un valor para Wair/e = 34.50 J/C con una incertidumbre estándar de 1.5%.

Hasta que exista mayor información disponible, el valor de Wair/e = 34.50 J/C y su incertidumbre de 1.5% son los recomendados para la dosimetría de haces de iones pesados, y estos valores son usados en este Código de Práctica. II.6.3. Valor de pQ en haces de iones pesados

En el presente, no existe información experimental disponible de los factores de

perturbación en iones pesados y todos los componentes son tomados igual a la unidad. Se asume una incertidumbre global de 1.0% basada en la evaluación de Hartmann y col. [123].

II.6.4. Resumen de las incertidumbres en haces de iones pesados

La Tabla 44 resume los estimados de incertidumbre y muestra una incertidumbre estándar combinada de kQ en haces de iones pesados de 2.8% y 3.2% para las cámaras cilíndricas y plano - paralelas respectivamente. Esta aumenta en su mayor parte a partir de la incertidumbre de la razón de poderes de frenado sw,air, y el valor de Wair.

223

TABLA 43. VALORES EXPERIMENTALES DE Wair/e PARA VARIOS IONES EN ENERGIAS DIFERENTES. Ion Wair/e (J/C) Energía (MeV/u) Referencia 3He 34.5 10.3 [159] 3He 35.7 31.67 [160] 12C 36.2 6.7 [159] 12C 33.7 129.4 [159] 12C 35.28 250 [161] 12C 35.09 250 [162] 20Ne 34.13 375 [162] 40Ar 33.45 479 [162]

Iones con Z entre 9 y 14

31.81 170 [163]

Wair/e (mediana ponderada) = 34.50 J/C ± 1.5%

TABLA 44. INCERTIDUMBRE ESTANDAR RELATIVA ESTIMADA DE LOS VALORES CALCULADOS DE kQ PARA IONES PESADOS

Iones pesados 60Co+iones pes Iones pesados 60Co+iones pes

Cámaras cilíndricas Cámaras plano - paralelas Componente:

uc (%) uc (%) uc (%) uc (%)

sw,air 2.0 2.1 2.0 2.1

Wair /e 1.5 1.5 1.5 1.5

p (combinado) 1.0 1.0 1.0 1.8 Incertidumbre estándar combinada De kQ

- 2.8 - 3.2

224

Anexo III

IDENTIFICACION DE LA CALIDAD DEL HAZ DE FOTONES 47

La identificación de la calidad de un haz de fotones ha sido objeto de numerosos

estudios debido a su relevancia en la dosimetría de las radiaciones. Sin embargo, no ha sido encontrado un identificador de la calidad del haz que satisfaga todos los requerimientos posibles de ser un identificador único para todo el rango de energías de fotones usado en radioterapia ni en todos los aceleradores posibles usados en hospitales y laboratorios de calibración. En este anexo se describen los debates surgidos en este contexto con el fin de proporcionar un análisis razonable de las ventajas y desventajas del uso del TPR20,10 contra otros identificadores, específicamente el PDD(10)x propuesto por Kosunen y Rogers [164] y el usado en el protocolo de dosimetría de la AAPM TG-51 [51]. Para más amplitud, se da una visión general de los identificadores de la calidad del haz de fotones más comunes usados en la dosimetría de radioterapia, basada en la descripción brindada por el reporte de la ICRU sobre la dosimetría de haces de fotones de altas energías basada en patrones de dosis absorbida en agua [29]. III.1. VISION GENERAL DE LOS IDENTIFICADORES MAS COMUNES DE LA CALIDAD DE HACES DE FOTONES

La mayoría de los protocolos de dosimetría, basados en patrones de kerma en aire y patrones de dosis absorbida en agua, han recomendado la razón tejido-maniquí, TPR20,10, como el identificador de la calidad de un haz de fotones de altas energías [9, 12 - 14, 17, 19, 49, 50]. El TPR20,10 se define como el cociente de las dosis absorbidas en agua en el eje del haz a la profundidad de 20 cm y 10 cm en un maniquí de agua, obtenidas con una distancia fuente detector (SDD) contante de 100 cm y un tamaño de campo de 10 cm x 10 cm en la posición del detector. El parámetro TPR20,10 es una medida del coeficiente de atenuación efectiva describiendo el decrecimiento aproximadamente exponencial de la curva de dosis en profundidad de los fotones más allá de la profundidad del máximo de dosis [82 - 84] y, más importante, es independiente de la contaminación electrónica en el haz incidente.

Previo al uso de los cocientes de dosis para identificar la calidad de un haz de fotones, el parámetro más comúnmente usado en la dosimetría de haces de fotones fue el potencial nominal del acelerador. Por primera vez la ionización (carga o corriente) medida o los cocientes de dosis absorbida fueron usados como indicadores de la calidad

47 Una parte de este Anexo ha sido adoptado de la Ref. [85] y reproducido aquí con el permiso

de la AAPM

225

del haz en las recomendaciones de dosimetría de la Asociación Nórdica de Físicos Clínicos (NACP) [8, 165]. Sin embargo, el cociente medido en una unidad de tratamiento clínico fue asociado con la energía nominal genérica del acelerador (potencial nominal de aceleración o energía máxima nominal, expresada en MV), la cual fue usada entonces para la selección de factores de conversión. El primer intento de perfeccionar el procedimiento de la NACP fue hecho en la Ref. [9]. Los datos en la Ref. [9] para las razones de poderes de frenado, razones de coeficientes másicos de absorción de energía, etc., fueron brindados todavía en forma numérica en función del MV nominal, pero estos datos fueron asociados en forma gráfica con los cocientes de ionización medidos. Sin embargo, hubo dos limitaciones en el método de la Ref. [9]: (i) la relación entre los cocientes de ionización medidos y los calculados fue basada en cálculos inexactos, y (ii) el procedimiento gráfico involucraba además una correspondencia única entre el MV y los cocientes de ionización, de forma similar a las desventajas señaladas a las recomendaciones de la NACP [8, 165]. Andreo y Brahme [78] pusieron en evidencia que el uso sólo del potencial nominal del acelerador, ignorando las propiedades reales de penetración de un haz clínico, puede conducir a variaciones de hasta 1.5% en la razón de poderes de frenado. Es fundamentalmente por esta razón que el uso del TPR20,10 fue considerada la elección más apropiada para los haces de radioterapia, mejor que el uso del potencial nominal de aceleración.

Han sido propuestos otros identificadores de la calidad del haz para la dosimetría de haces de fotones los cuales son, en la mayoría de los casos, relacionados con la profundidad del máximo de dosis absorbida y que sin embargo pueden ser afectados por la contaminación electrónica a esta profundidad. De manera adicional, el uso de las distribuciones de ionización medidas con cámaras de ionización de tipo dedal es problemático, ya que el desplazamiento del material del maniquí por el detector debe tenerse en consideración para convertir la ionización en distribuciones de dosis. Esto se evita si se usan cámaras de ionización plano - paralelas, pero no es común en la dosimetría de haces de fotones.

Basada en la distribución de porcientos de dosis en profundidad, fue hecha en el Suplemento 17 de la Revista Británica de Radiología (BJR), una recomendación ampliamente difundida para la identificación de la calidad de haces de fotones de altas energías [87]. Este suplemento define el parámetro d80 como la profundidad del 80% de la dosis (o sea, el 80% del máximo de dosis) para un tamaño de campo de 10 cm x 10 cm y una SSD de 100cm. En la Ref. [87] se señaló que la contaminación electrónica debe ser considerada una deficiencia práctica del método. El uso de d80 cómo un indicador de calidad del haz de fotones ha sido también avalada en el Suplemento 25 de la BJR [81], aunque también son considerados otros identificadores de la calidad del haz como el PDD(10). En sus conclusiones, el Suplemento 25 también alude a la contaminación electrónica como un gran problema para la normalización en zmáx, tal que cambiando la dosis en esta profundidad la contaminación electrónica puede variar la calidad aparente del haz. Es interesante notar que desde el Suplemento 11 de la BJR [166], el problema de

226

la contaminación electrónica y la necesidad de normalizar las distribuciones de dosis en profundidades mayores que zmáx ha sido plasmado por diferentes suplementos de la BJR, pero en esta serie de publicaciones no se han propuesto alternativas para un identificador independiente de la contaminación electrónica.

El parámetro PDD(10), el porciento de dosis en profundidad a los 10 cm, determinado en las mismas condiciones de tamaño de campo y SSD que el d80, tiene la misma limitación con respecto al efecto de la contaminación electrónica que el d80. Este parámetro ha sido usado comúnmente por fabricantes de aceleradores, asociándolo con el potencial efectivo del acelerador. El trabajo de LaRiviere [167], que propone una relación entre la calidad del haz especificado en términos del MV y el PDD(10), ha sido usado por los fabricantes para justificar el uso de este parámetro. Sin embargo, esto ha producido una situación paradójica en la que un acelerador puede tener un MV efectivo mayor que la energía de electrones del acelerador.

LaRiviere [167] también propuso una relación entre el PDD(10) y la energía media ponderada de las dosis del espectro de fotones, el cual sugiere un indicador alternativo de calidad del haz. Esta propuesta condujo a Kosunen y Rogers [164] a investigar la relación de PDD(10)x en un "haz puro de fotones" (es decir sin contaminación electrónica) con las razones de poderes de frenado. Basado en la linealidad de la relación obtenida, ellos propusieron extender el uso de los PDD(10)x para identificar la calidad de haces de fotones y seleccionar los factores de conversión y corrección. Kosunen y Rogers aludieron al problema de la diferencia entre las mediciones de dosis absorbida y de ionización con cámaras de ionización cilíndricas debido al uso de un factor de desplazamiento (o sustitución), y también enfatizaron que la contaminación electrónica debe ser substraída del haz de fotones para medir PDD(10)x. De acuerdo con estos autores esto último se puede conseguir usando una hoja de plomo como filtro, lo cual ha llegado a ser el método recomendado en la Ref. [51]. III.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL TPR20,10

Para haces clínicos en la región de energía usada más ampliamente (TPR20,10 entre

0.50 y 0.70 aproximadamente)48, la pequeña variación de las razones de poderes de frenado, y por lo tanto en ND,w, con TPR20,10 tiene una ventaja importante en la incertidumbre final de la determinación de dosis absorbida en agua en el punto de referencia, ya que posibles errores en la medición de TPR20,10 no conllevará a un cambio significativo en el valor de la razón de poderes de frenado [22]. A partir de la

48 En un amplio sondeo llevado a cabo por el Centro de Física Radiológica en Houston [168], por el cual fue actualizado en 1996 el resumen de datos medidos de dosis en profundidad (W. Hanson, comunicación privada), de aproximadamente 1200 aceleradores clínicos investigados en Norteamérica, más del 80% de los equipos tenían un potencial nominal máximo de aceleración de 10 MV o inferior. Es de esperar que esta cifra sea aun mayor en países en desarrollo.

227

compilación de 21 espectros clínicos publicados por diferentes autores y otros 16 espectros calculados, correspondientes a haces clínicos [78], ha sido demostrado que las razones de poderes de frenado y los TPR20,10 están muy bien correlacionados y se encuentran en una curva casi universal. Estas razones de poderes de frenado pueden ser ajustadas hasta un 0.15% con un polinomio cúbico prácticamente para todos los espectros clínicos (ver Fig. 23), donde los datos de poderes de frenado y los valores de TPR20,10 son tomados de la Ref. [144]. Las mediciones hechas por Followill y col. [79] en 685 haces de fotones de 45 aceleradores diferentes con rangos de energías de 4 MV hasta 25 MV han mostrado muy pocos valores de TPR20,10 por encima de 0.8 aproximadamente, y sus razones estimadas de poderes de frenado para el conjunto completo de datos tenían valores de ±0.25%. Para los pocos haces con TPR20,10 de 0.75 o mayor, el gradiente pronunciado de la razón de poderes de frenado contra la curva de

FIG. 23. Razones de poderes de frenado agua - aire de Spencer-Attix (∆=10 keV,δICRU/Ashley) para haces clínicos de fotones en función de la calidad del haz de fotones TPR20,10. Los círculos corresponden a espectros publicados por diferentes autores (ver Tabla 2 en la Ref. [78]) y los cuadrados representan el espectro calculado en la misma referencia. La línea continua en un polinomio cúbico, ajustando a datos mejores que el 0.15%. Los datos de poderes de frenado y valores de TPR20,10 se toman de la Ref. [144].

228

TPR20,10 podía conllevar a la propagación de posibles errores en la medición del TPR20,10 o variaciones más grandes en las razones de poderes de frenado, y por lo tanto en kQ, que para calidades menores de haces, pero estas variaciones serían, en la mayoría de los casos, no mayores de 0.5%.

Existen en la literatura [147, 164] interpretaciones erróneas donde los datos para haces ideales (o sea, haces que no existen realmente tales como fotones monoenergéticos, espectro de blanco estrecho de Schiff-bremsstrahlung, etc.) los cuales han sido calculados con fines ilustrativos y de enseñanza [169], que han sido usados como un argumento contra el uso del TPR20,10. Algunos de estos datos se reproducen en la Fig. 24 y vale la pena aclarar que la intención con estos cálculos fue, de hecho, demostrar que aun para estos haces hipotéticos, la mayor variación en las razones de poderes de frenado nunca excederá el 1%. Desafortunadamente estos datos han sido mal interpretados y el argumento ha sido revertido y usado como "evidencia" contra el uso del TPR20,10 [147, 164]. En cualquier caso, no se debe olvidar que en el caso de dosimetría de rayos X de kilovoltaje, en la cual el uso del HVL debe ser complementado con información sobre la filtración del haz y el kV, el TPR20,10 no tendría sentido si el potencial del acelerador y las combinaciones de blancos y filtros usadas para obtener los datos de poderes de frenado son ignorados completamente.

La ventaja de una pequeña variación de las razones de poderes de frenado con el TPR20,10 en la mayoría de los entornos clínicos ha sido discutida [147, 164, 170] como una limitación en los laboratorios de calibración porque diferentes calidades de haces pueden producir similares factores de calibración de cámaras de ionización. Al contrario, se debe argumentar que si la respuesta de la cámara varía poco en un rango dado de calidades de haces, no debe ser un problema el que la respuesta de la cámara sea similar en el laboratorio de calibración y en el hospital.

El principal argumento contra el TPR20,10 ha sido su limitación para seleccionar, con una exactitud mejor que el 0.5%, las razones de poderes de frenado para haces de fotones de muy altas energías producidos por aceleradores clínicos no convencionales (por ejemplo haces explorados sin filtro homogenizador) o aceleradores usados en uno o dos laboratorios de calibración que poseen blancos y filtros considerablemente más gruesos que en los equipos clínicos. Por ejemplo, como se describió por Ross y col. [171], los haces de fotones en el laboratorio de calibración en Canadá son producidos con un blanco de 'frenado total' de 4.5 - 6 cm de grosor de aluminio y filtros de aluminio de grosor 10 - 15 cm, los cuales no pueden ser acomodados en el cabezal de tratamiento de un acelerador clínico, y tienen valores de TPR20,10 en el rango de 0.75 - 0.83. Sin embargo, es esta capacidad de distinguir un haz "forzado a parecerse a un haz clínico" usando blancos y filtros no clínicos, para lograr el mismo TPR20,10 como en un haz clínico, lo que hace atractivo este indicador de calidad del haz. En altas energías de fotones, para estos aceleradores no convencionales y no clínicos, el gradiente abrupto de las razones de poderes de frenado frente a TPR20,10 puede quizás en algunos casos extremos, producir razones de poderes de frenado diferentes a los resultados de un

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FIG. 24. Razones de poderes de frenado agua - aire calculadas para varias combinaciones de blanco y filtro en función de la calidad del haz de fotones TPR20,10. Los datos para los blancos de tungsteno sin filtro están representados por la línea de rayas y puntos (blanco estrecho), la línea de rayas (espesor igual al alcance csda del electrón en el tungsteno) y la línea continua (espesor igual a la tercera parte del alcance csda del electrón en el tungsteno). Los símbolos corresponden al espectro del blanco con grosor ro/3 para varios "MV" (para mayor claridad, una línea une los símbolos para cada energía) después de una filtración con diferentes espesores de plomo (triángulos invertidos, sin filtro; triángulos normales, 10 mm; círculos, 20 mm; cuadrados, 40 mm; trapecios, 60 mm; cuadrados cruzados, 80 mm). La línea continua gruesa es el ajuste cúbico de los datos calculados para haces clínicos mostrado en la Fig. 23. La figura está adaptada de las Ref. [53, 84]. cálculo detallado según Monte Carlo, pero a pesar de esto la selección es buena dentro del rango de la incertidumbre estimada de razones de poderes de frenado la cual es del orden de 0.6% para fotones de altas energías [22, 53]. En un laboratorio de calibración, es en esta región donde los TPR20,10 pueden fácilmente mostrar diferencias en factores de calibración para calidades de haces similares (pero no idénticas) las cuales no pueden distinguirse con identificadores basados en distribuciones de dosis en profundidad como el PDD(10)x; en este rango de calidades de haces el TPR20,10 es un identificador más sensible que el PDD(10)x.

230

En el lado práctico, el TPR20,10 es muy sencillo de medir en un haz clínico (generalmente vertical), una vez que el maniquí y el detector están fijos, sólo hay que cambiar el nivel de agua y la distancia de la fuente al detector no es relevante (el TPR o el TAR son independientes de la distancia desde la fuente). Los errores en la posición del detector serán contrarrestados en su mayor parte con mediciones en dos profundidades. Por la misma razón, la incertidumbre asociada con el efecto de desplazamiento o la posición del punto efectivo de medición del detector juega un papel secundario. III.3. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL PDD(10)X

Es importante enfatizar que, en principio, las razones de poderes de frenado y los valores de kQ pueden ser fácilmente relacionados con cualquier parámetro indicador de las características de penetración de los haces de fotones, ya que las razones de poderes de frenado y las distribuciones de dosis son determinadas usualmente de forma correlacionada usando un cálculo de Monte Carlo. La Figura 25 ilustra la variación de las razones de poderes de frenado agua - aire con diferentes identificadores de calidad de haces de fotones, TPR20,10, PDD(10)x y d80, usando parámetros de calidad del haz dados en la Tabla 5.iii del Suplemento 25 de la BJR [81]. Las razones primarias de poderes de frenado fueron obtenidas primeramente por los datos de TPR20,10 usando el ajuste dado en la Fig. 23 para un espectro de haces clínicos, y entonces fueron convertidas a los otros identificadores usando los datos de la Ref. [81]

Los ajustes incluidos en los gráficos evidencian que es posible obtener como resultado una relación cercana para cualquier identificador (el punto en 2 MV no fue incluido en el ajuste para PDD(10) dado aquí, ni fue incluido en los dados en las Ref. [164, 170, 172, 175]), y también podrían generarse gráficos similares para coeficientes de atenuación de haces anchos o estrechos. Nótese en particular que la correlación lineal con el identificador de la calidad del haz recomendado en la Ref. [81], d80, es excelente para todo el rango de energía usado en esta comparación. Considerando que los datos de dosis en profundidad han sido promediados sobre gran cantidad de tipos de aceleradores clínicos (de la Ref. [81]), podría asumirse que estos ajustes lineales simples son representativos de los datos clínicos. Sin embargo, como la contaminación electrónica varía de equipo a equipo, este procedimiento indirecto no es recomendado nunca y solamente pueden ser usados independientemente de la contaminación los datos expresados en función del TPR20,10.

Calcular los datos de razones de poderes de frenado directamente como una función del PDD(10) o de d80 para haces reales no es posible debido a la falta de información del espectro de contaminación de electrones, lo cual se requeriría como entrada de los cálculos. En su lugar, ha sido recomendado el parámetro PDD(10)x, o sea el PDD(10) para 'haces puros de fotones', para seleccionar las razones de poderes de frenado [147, 164]. El problema es que en realidad no existen 'haces puros de fotones'. Por

231

consiguiente, la identificación de la calidad del haz o se debe confiar en un parámetro práctico simple que se relacione realmente con la física intrínseca de las interacciones fotónicas (como un coeficiente práctico de atenuación, el cual es equivalente al uso del TPR20,10), o los problemas asociados con la contaminación electrónica anularán cualquier posible ventaja teórica en un ajuste lineal simple válido para la mayoría de los haces prácticos. En el último caso, la dificultad con relacionar un parámetro de 'haz puro de fotones' con un parámetro fácilmente medible en un hospital es la principal limitación que se analizará más adelante. Un problema relacionado con esto que ha recibido poca atención en la asignación de razones de poderes de frenado a distribuciones de dosis en profundidad calculadas por Monte Carlo, es el ruido estadístico que aparece en los datos de dosis en profundidad. La Figura 26 ilustra esta situación, la cual es específicamente relevante en la región alrededor de la profundidad del máximo de dosis, zmax. El histograma en la figura corresponde a la simulación, usando el método de Monte Carlo DOSRZ/EGS4 [174], de 15 millones de registros de fotones monoenergéticos de 10 MeV en una cuadrícula de profundidad 1 mm, y muestra la dificultad de encontrar valores de la dosis en zmax y en una profundidad única (para PDD(10) o d80) debido al ruido estadístico de los datos de Monte Carlo. Para comparación, la línea continua corresponde a una integral de kernels de deposición de energía calculados que superan este problema; el procedimiento ha sido usado para obtener la correlación entre el TPR20,10 y las razones de poderes de frenado en la Ref. [144] mostrada en la Fig. 23.

232

FIG. 25. Razones de poderes de frenado agua - aire de Spencer-Attix (∆=10 keV,δICRU/Ashley) contra diferentes identificadores de calidades de haces de fotones: (a) TPR20,10, (b) PDD(10)x y (c) d80. Las razones primarias de poderes de frenado son obtenidas de los datos de TPR20,10 en la Ref. [81] usando el ajuste cúbico de la Fig. 23; estos han sido convertidos a los otros identificadores usando los datos dados en la Ref. [81]. (b) Para los PDD(10) el dato en 2 MV (círculo con la cruz) no fue usado en el ajuste lineal. Las líneas continuas representan ajustes de las razones de poderes de frenado para cada identificador de calidad del haz para el conjunto de datos de la Ref. [81].

233

FIG. 26. Comparación entre las distribuciones de dosis en profundidad sobre el eje central para haces monoenergéticos de fotones de 10 MeV obtenidos por simulaciones de Monte Carlo usando el código DOSRZ/EGS4 [174] (el histograma corresponde a 15 millones de registros de fotones usando cuadrículas de profundidad 1 mm) y a partir de la integral de kernels de deposición de energía calculados (línea continua). El gráfico ilustra la dificultad de obtener valores de la dosis en zmax y en una profundidad única debido al ruido estadístico de los datos de Monte Carlo, pero el problema puede ser superado con el uso de los kernels. Los datos son tomados de la Ref. [144].

La linealidad de la relación entre el PDD(10)x y las razones de poderes de frenado

para todos los tipos de haces, incluso para aquellos no disponibles en hospitales, ha sido el principal argumento para promover el uso del PDD(10)x como un identificador de la calidad del haz y minimizar la importancia de la contaminación electrónica. Se han hecho esfuerzos por algunos laboratorios de calibración para aceptar el PDD(10)x para que estos laboratorios puedan tener sus aceleradores que presentan una identificación similar a la encontrada en los equipos clínicos, aun cuando la energía del acelerador es muy diferente. Desafortunadamente, prácticamente todas las comparaciones experimentales que muestran la "superioridad" del PDD(10)x sobre el TPR20,10 han sido hechas en aceleradores no-clínicos de laboratorios de calibración [171, 175]. En una reciente publicación [176] donde los valores de kQ fueron determinados en haces de fotones de un laboratorio de calibración, fue presentada una afirmación concluyendo "el PDD(10) como un mejor identificador de la calidad del haz" aun cuando la contribución de la contaminación electrónica a la dosis en zmax había sido estimada por un método

234

burdo y el PDD(10) corregido de acuerdo a tal estimación. Por otro lado, otros laboratorios importantes tienen haces clínicos o se proponen instalar un cabezal de tratamiento clínico.

Como todos los identificadores basados en distribuciones de dosis en profundidad están afectados por la contaminación electrónica del haz, espectros idénticos de fotones con diferente contaminación aparecerían como de diferentes calidades, incluso cuando sus propiedades dosimétricas en la profundidad (atenuación, razones de poderes de frenado, etc.) sean las mismas. Estos identificadores tienen una relación más cercana con el diseño del fabricante de un cabezal de tratamiento de un acelerador, el cual es la fuente principal de electrones contaminantes, que con la física que gobierna la penetración de los haces de fotones. Para sustraer la contaminación electrónica debe ser usado un "filtro de electrones" apropiado. La solución ideal sería un imán depurado (ver Ref. [84]), pero raramente está disponible y sólo algunas versiones de aceleradores microtrones de pista (racetrack microtron) lo incluyen como dispositivo. Como ya fue mencionado, el uso de hojas de plomo ha sido sugerido por un grupo de autores [164, 172], y esta ha sido la recomendación del protocolo de la AAPM TG-51 [51]. Es sorprendente que un material como el plomo haya sido recomendado, cuando es conocido de hace mucho tiempo que el plomo es en sí mismo una fuente adicional de electrones contaminantes. Esto fue admitido en los inicios de la radioterapia en relación con los problemas de piel producidos por los electrones originados en los bloques de plomo y, por ejemplo, los Reportes 10b y 10d de la ICRU [98, 177] recomendaron el uso de materiales de número atómico intermedio, tales como el cobre, el hierro o el bronce, como filtros para minimizar la producción de electrones.

Habiendo decidido que será usado un filtro de plomo para electrones, se debe establecer una relación entre el haz no clínico de fotones descontaminado y el haz clínico contaminado para el acelerador y el filtro usado en las condiciones específicas. El término descontaminado merece una atención especial porque el filtro de plomo usado para medir los datos de dosis en profundidad produce una nueva contaminación electrónica cuyas consecuencias no han sido estudiadas en detalle para un gran número de espectros clínicos de fotones. Lo que está disponible actualmente es un conjunto de ecuaciones empíricas, obtenidas para unos cuantos ejemplos, que requieren todos de varios pasos y del uso de múltiples parámetros y aproximaciones. Rogers [147], por ejemplo, ha proporcionado una relación entre el PDD(10) y el PDD(10)x la cual está basada en sólo dos grupos de datos medidos. Además, la serie de publicaciones sobre este tema de Rogers y col. [164, 170, 172, 173] está basada en un llamado "conjunto estándar" de espectro de haces de fotones, el cual contiene sólo cinco haces clínicos típicos (aquellos calculados por Mohan y col. [178]), pero no ha sido modelado ningún otro haz de fotones de acelerador y como entrada a algunos de los cálculos necesarios han sido usados espectros simples de electrones [173]. Puesto que el interés científico por estos cálculos es incuestionable, en el lado práctico uno podría cuestionar si la

235

incertidumbre introducida por los varios pasos y los ajustes generales no compensa la ventaja hipotética del uso de un "haz puro de fotones".

Una pregunta elemental que puede plantearse en relación con este tema es, si toda la contaminación electrónica puede ser sustraída de zmax, y la curva de dosis en profundidad puede ser medida con una exactitud satisfactoria para cada usuario, entonces ¿por qué no se recomienda para la calibración de haces de fotones la profundidad del máximo de dosis, zmax, en lugar de una profundidad de 10 cm? Esto eliminaría el paso de transferencia de dosis de una profundidad mayor a zmax, la cual es usada por la mayoría de los físicos médicos para la dosimetría de clínica de referencia. En este caso, sería necesaria solo una medición relativa entre el haz filtrado y el no filtrado, exactamente como para la medida de los rendimientos relativos de los campos. Esta pregunta no ha sido dirigida por las varias publicaciones que recomiendan que debe ser usado el PDD(10)x como un identificador de la calidad del haz [164, 170, 172, 173] ni por la Ref. [51].

En la práctica pueden surgir problemas en la medición del PDD(10)x, además de aquellos relacionados con el posicionamiento del filtro de plomo cuya distancia a la superficie del maniquí puede ser decisiva [173]. Puesto que es relevante sólo una profundidad, su identificador está afectado por los errores en el posicionamiento de la cámara en la profundidad, a pesar de que la influencia en la determinación de la dosis absorbida es probablemente muy pequeña. Debe tenerse cuidado cuando se mide el PDD(10)x con una cámara cilíndrica debido a la posición del punto efectivo de medición de la cámara de ionización, o a la necesidad del uso de un factor de desplazamiento (reemplazo) para la medición a una profundidad de 10 cm, que no es a la profundidad del máximo de dosis absorbida. La profundidad del máximo de dosis puede ser diferente en los haces filtrados y los no filtrados, así que es necesario medir la dosis exacta en profundidad en ambas condiciones, hasta al menos 10 cm de profundidad, y es bien conocido que esta puede variar con el tipo de detector y el dispositivo de medición usado. Cualquier error sistemático en la geometría de medición (SSD, profundidades, etc.) también cambiará el PDD(10)x medido.

Estos problemas prácticos y su influencia en la determinación final de la dosis han sido omitidos en la mayoría de las ocasiones cuando ha sido recomendado el PDD(10)x como un identificador de la calidad del haz [164, 170, 172, 173] y en la Ref. [51]. El usuario puede decidir entonces que no vale la pena medir el PDD(10)x en condiciones de referencia cuidadosas. Incluso el posible impacto de la contaminación electrónica ha sido minimizado a tal magnitud en estas referencias, donde con frecuencia es omitida en los comentarios finales la clara diferencia entre el PDD(10)x y el PDD(10), que los usuarios pueden considerar innecesario el uso de un filtro de electrones para la medición del PDD(10)x, y en su lugar usar el PDD(10) en un haz abierto (o los valores típicos dados en la Ref. [81]). Esto puede ser aceptable para haces relativamente limpios, produciéndose errores probablemente inferiores al 0.5%, pero puede tener consecuencias perjudiciales en la dosimetría de haces con contaminación electrónica significativa. No

236

se debe ignorar el riesgo de los procedimientos demasiado simplificados de dosimetría de los usuarios o de lo contrario pueden ponerse en peligro las posibles ventajas de la implementación de nuevos protocolos de dosimetría. III.4. COMENTARIOS FINALES

La conclusión general es que no existe un identificador único de calidad del haz que funcione satisfactoriamente en todas las condiciones posibles para todo el rango de energía de fotones usado en radioterapia ni en todos los posibles aceleradores usados en hospitales y en laboratorios de calibración.

Los más recientes protocolos de dosimetría o códigos de práctica, basados en la calibración de cámaras de ionización en términos de dosis absorbida en agua, usan un identificador de la calidad del haz de fotones en términos de TPR20,10 [49, 50], y esta es también la elección en el presente Código Internacional de Práctica. El protocolo de la AAPM TG-51 [51] en Norteamérica usa el PDD(10)x.

Para un usuario de hospital, no existe rigurosamente ninguna ventaja de un índice al otro, ambos grupos de datos, PDD y TPR (o TMR), están disponibles para el uso clínico de rutina. Sin embargo, existen más problemas prácticos con la medición del PDD(10)x que con el TPR20,10, y los errores en la determinación del indicador de calidad del haz pueden tener en general consecuencias más perjudiciales en el PDD(10)x que con el TPR20,10. El impacto final de la dosimetría de haces clínicos de fotones, resultado del uso de diferentes identificadores de la calidad del haz de fotones para seleccionar los valores de kQ, es que no se espera que ellos produzcan un cambio significativo (es decir, más del 0.5%, y en la mayoría de los casos concuerdan dentro del 0.2% [179]) en el valor de la dosis absorbida en agua en condiciones de referencia para la mayor parte de los haces clínicos. Esta diferencia es considerablemente más pequeña que la incertidumbre combinada de los diferentes factores y coeficientes usados en la dosimetría de fotones. Además, para los laboratorios de calibración, el uso del PDD(10)x requeriría tener diferentes geometrías para la medición de la calidad del haz y para la calibración de cámaras de ionización, lo cual puede resultar en un aumento de los costos de calibración para el usuario. No se justificaría un cambio que no beneficie la dosimetría de fotones en el hospital y tenga tantas complicaciones desde el punto de vista práctico para el usuario.

237

ANEXO IV

EXPRESION DE LAS INCERTIDUMBRES

La evaluación de las incertidumbres en este Código de Práctica sigue la guía dada por la ISO [32]. En 1986 la ISO brindó un grupo de guías desarrolladas en detalle para la evaluación de las incertidumbres basadas en un nuevo enfoque unificado basado en la Recomendación INC-1 del BIMP. Estas recomendaciones fueron aprobadas por el Comité Internacional de Pesas y Medidas [180]. Este esfuerzo dio como resultado la emisión en 1993 de un documento ISO titulado "Guía para la Expresión de la Incertidumbre en la Medición", con una primera edición corregida publicada en 1995 [32]. Para mayores detalles debe consultarse la guía. Este anexo proporciona una implementación práctica de las recomendaciones de la ISO basada en resúmenes proporcionados en las Ref. [17, 33]. IV.1. CONSIDERACIONES GENERALES ACERCA DE ERRORES E INCERTIDUMBRES

Contrario a la antigua práctica, cuando los términos error e incertidumbre eran usados indistintamente, el enfoque moderno, iniciado por el Comité Internacional de Pesas y Medidas [180], hace distinción entre estos dos conceptos. Tradicionalmente, un error ha sido visto como formado por dos componentes, llamados uno componente aleatorio y el otro componente sistemático. De acuerdo a la definición actual, un error es la diferencia entre el valor medido y el real. Si se conociera exactamente el error, el valor real podría ser determinado; en realidad, los errores son estimados de la mejor manera posible y se les hacen correcciones. Por tanto, después de la aplicación de todas las correcciones conocidas, los errores no necesitan ninguna consideración adicional (el valor esperado sería cero) y las magnitudes de interés son las incertidumbres. Un error tiene tanto un valor numérico como un signo. En contraste, la incertidumbre asociada con la medición es un parámetro que caracteriza la dispersión de los valores 'que podría atribuirse razonablemente al mesurando'. Este parámetro es normalmente una desviación estándar estimada. Una incertidumbre, por lo tanto, tiene un signo no conocido y generalmente se asume que será simétrica. Esta es una medida de nuestra falta de conocimiento exacto, después que todos los efectos sistemáticos reconocidos hayan sido eliminados por la aplicación de las correcciones apropiadas.

Las incertidumbres de las mediciones se expresan como incertidumbres relativas estándares y la evaluación de las incertidumbres estándares se clasifica en tipo A y tipo B. El método de evaluación de las incertidumbres de tipo A es por análisis estadístico de una serie de observaciones, mientras que el método de

238

evaluación de las de tipo B se basa en conjeturas de otros análisis estadísticos de una serie de observaciones.

En la categorización tradicional de las incertidumbres era usual distinguir entre las contribuciones aleatorias y las sistemáticas. Esto es indeseable puesto que clasificar los componentes en lugar del método de evaluación es propenso a ambigüedades. Por ejemplo, un componente aleatorio de la incertidumbre de una medición puede llegar a convertirse en un componente sistemático de la incertidumbre de otra medición en la cual el resultado de la primera medición es usado como dato de entrada. IV.2. INCERTIDUMBRES ESTANDARES DE TIPO A

En una serie de n mediciones, con valores observados de xi, el mejor estimado de la magnitud xi está dado generalmente por el valor de la media aritmética

La dispersión de los n valores medidos de xi, alrededor de la media x puede ser caracterizada por la desviación estándar y la magnitud s2(xi) es llamada la varianza de la muestra.

Frecuentemente nos interesamos en la desviación estándar del valor medio, que se escribe como s(x), para la cual se aplica la relación general

Una forma alternativa para estimar s(x) estaría basada en el resultado de varios

grupos de mediciones. Si tienen el mismo tamaño pueden ser usadas las fórmulas anteriores, siempre que xi sea tomado ahora como la media del grupo i y x sea la media global (o la media de las medias) de los n grupos. Para grupos de tamaños diferentes, debe usarse el peso estadístico. Esta segunda aproximación puede ser frecuentemente preferible pero usualmente requiere de un gran número de mediciones. Un debate de cuanto pueden diferir uno del otro los dos resultados de s(x) está más allá de esta presentación elemental.

∑=

=n

iix

nx

1

1 (76)

( )∑=

−−

=n

iii xx

nxs

1

2

11

)( (77)

)(1

)( ixsn

xs = (78)

239

La incertidumbre estándar de tipo A, denotada aquí como uA, será identificada con la desviación estándar del valor medio; es decir

Obviamente, no se puede esperar que una determinación empírica de una

incertidumbre arroje su valor verdadero, ella es por definición solamente un estimado. Esto es para ambos tipos de incertidumbres, A y B. De la Ec. (78) puede notarse que la incertidumbre de tipo A en la medición de una magnitud, puede, en principio, ser reducida siempre por el aumento del número n de las lecturas individuales. Si están disponibles varias técnicas de medición, la preferible será la que de menor dispersión de los resultados, que es la que tiene menor desviación estándar s(xi), pero en la práctica las posibilidades de su reducción son frecuentemente limitadas.

En el pasado, las incertidumbres debidas a los efectos aleatorios frecuentemente eran evaluadas en forma de intervalos de confianza, comúnmente en el nivel de confianza del 95%. Esta aproximación no se usa actualmente por no haber bases estadísticas para límites combinados de confianza. La teoría de la propagación de las incertidumbres requiere combinaciones en términos de varianzas. IV.3. INCERTIDUMBRES ESTANDARES DE TIPO B

Existen muchas fuentes de incertidumbres de la medición que no pueden ser estimadas por mediciones repetidas. Estas se llaman incertidumbres de tipo B. Estas incluyen no sólo las influencias en el proceso de medición que son desconocidas aunque sospechadas, sino además algunos pequeños efectos conocidos de magnitudes de influencia (presión, temperatura, etc.), la aplicación de factores de corrección de datos físicos tomados de la literatura, etc.

Las incertidumbres de tipo B pueden ser estimadas a fin de que correspondan a desviaciones estándares; estas son llamadas incertidumbres estándares de tipo B. Algunos experimentadores afirman que ellos pueden estimar directamente este tipo de incertidumbre, mientras que otros prefieren usar, como un paso intermedio, algún tipo de límite. Frecuentemente es favorable asumir que estas incertidumbres tienen una distribución probable la cual se corresponde con alguna forma fácilmente reconocible.

Algunas veces se asume, fundamentalmente con el objetivo de simplificar, que las incertidumbres de tipo B pueden ser descritas por una densidad rectangular de probabilidades, tal que ellas tienen igual probabilidad en cualquier lugar dentro de los límites dados -M y +M. Puede ser mostrado que con esta suposición, la incertidumbre estándar de tipo B, uB, está dada por

)(xsu A = (79)

240

Alternativamente, si se asume que la distribución es triangular (con los mismos

límites), nos conduce a la relación

Otra suposición es que las incertidumbres de tipo B tienen una distribución que

es aproximadamente Gaussiana (normal). En esta suposición, las incertidumbres estándares de tipo B pueden ser obtenidas primero estimando ciertos límites ±L y entonces dividiendo este límite por un número adecuado. Si, por ejemplo, el experimentador está completamente seguro del límite L, él puede considerar que corresponde aproximadamente al límite de confianza del 95%, mientras que si está casi seguro, este puede ser tomado que corresponda aproximadamente con un límite de confianza del 99%. De esta manera, la incertidumbre estándar de tipo B, uB, puede ser obtenida de la ecuación donde k = 2 si el experimentador está muy seguro y k = 3 si está casi seguro de sus límites estimados ±L. Estas relaciones corresponden a las propiedades de una distribución gaussiana y usualmente no vale la pena aplicar otros divisores que 2 ó 3 por la naturlaeza aproximada de la estimación.

De este modo no existen reglas rígidas para la estimación de las incertidumbres estándares de tipo B. El experimentador debe usar su mejor conocimiento y experiencia y, cualquiera que sea el método que aplique, debe proporcionar los estimados que puedan ser usados como si estos fueran desviaciones estándares. Casi nunca existe algún significado en la estimación de las incertidumbres de tipo B de más de una cifra significativa y ciertamente nunca de más de dos. IV.4. INCERTIDUMBRES COMBINADA Y EXPANDIDA

Ya que las incertidumbres de tipo A y B son ambas desviaciones estándares estimadas, ellas se combinan usando las reglas estadísticas para combinar varianzas (cuadrados de las desviaciones estándares). Si uA y uB son las incertidumbres estándares de tipos A y B respectivamente, la incertidumbre estándar combinada de esta magnitud es

3M

uB = (80)

6M

uB = (81)

kL

uB = (82)

241

Aun así la incertidumbre estándar combinada tiene un carácter de una desviación estándar. Si además se considera que tiene una densidad de probabilidad en forma de una gaussiana, entonces la desviación estándar corresponde a un límite de confianza de alrededor del 68%. Por lo tanto, a menudo es provechoso multiplicar la incertidumbre estándar combinada por un factor adecuado, llamado factor de alcance (de cobertura), k , para obtener una incertidumbre expandida. Los valores del factor de alcance de k = 2 ó 3 corresponden a los límites de confianza de alrededor del 95 o el 99%. La naturaleza aproximada de las estimaciones de la incertidumbre, en particular para el tipo B, las convierte en dudosas tal que nunca se justifica más de una cifra significativa en la elección del factor de alcance. En cualquier caso, el valor numérico tomado por el factor de alcance debe ser indicado claramente.

22BAc uuu += (83)

242

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254

COLABORADORES EN LA PREPARACION Y EXAMEN

Andreo, P. International Atomic Energy Agency Burns, D.T. BIPM, France Hohlfeld, K. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Germany Huq, M.S. Thomas Jefferson University,

Kimmel Cancer Center of Jefferson Medical College, United States of America

Kanai, T. National Institute of Radiological Sciences, Japan Laitano, F. Ente per le Nuove Tecnologie PEnergia e PAmbiente,

Nazionale di Metrologie delle Radiazioni lonizzanti, Italy Smythe, V.G. National Radiation Laboratory, New Zealand

Vynckier, S. Catholic University of Louvain, Cliniques Universitaires St-Luc, Belgium

Las organizaciones que suscriben este Código de Práctica desean reconocer las valiosas sugerencias y críticas de

Allisy -Roberts, P. BIPM Belletti, S. Italia Bjerke, H. Noruega Boas, J.F. Australia Bridier, A. Francia Brosed, A. España Bucciolini, M. Italia

Burns, J.E. Reino Unido Chavaudra, J. Francia Delaunay, F. Francia DeWerd, L.A. Estados Unidos de América Duane, S. Reino Unido DuSautoy, A. Reino Unido Ferreira, I. Francia Ginestet, C. Francia

Grindborg, J.E. Suecia

255

Guerra, A. Italia Hartmann, G.

Huntley, R.B.

Järvinen, H.

Johansson, K.-A.

Kotler, L.H.

Lassen, S.

Lindborg, L.

Ma, C.

Marinello, G.

Mattsson, O.

McEwen, M.

Medin, J.

Mijnheer, B.

Millar, R.M.

Moretti, C.

Negi, P.S.

Nilsson, B.

Nyström, H.

Palm, Å.

Palmans, H.

Pimpinella, M.

Rehani, M.M.

Rosser, K.

Sabattier, R.

Schulz, R.J.

Sernbo, G.

Seuntjens, J.

Shortt, K.

Stucki, G.

Svensson, H.

Van Dam, J.

Webb, D.V.

Alemania

Australia Finlandia Suecia Australia Dinamarca Suecia Estados Unidos de América

Francia Suecia Reino Unido Suecia SERTO Australia Reino Unido

India

Suecia Dinamarca Suecia Bélgica Italia OMS Reino Unido

Frania FAO Suecia Canadá Canadá Suiza SERTO Bélgica

Australia

256

Reuni ón del Grupo Asesor

Viena, Austria: 30 Septiembre - 4 Octubre 1996

Reuniones de Coordinación de la Investigación

Roma, Italia: 3-7 Noviembre 1997; Bruselas, Bélgica: 3-7 Mayo 1999

Reuniones de los Consultores

Viena, Austria: 25-28 Noviembre 1996; 25-29 Mayo 1998

257

PUBLICACIONES DEL OIEA RELACIONADAS CON EL TEMA

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Dosimetry for Radiation Processing: Final Report of the Co-ordinated Research Project on Characterization and Evaluation of High Dose Dosimetry Techniques for Quality Assurance in Radiation Processing, IAEA-TECDOC-1156 (2000).

Aspectos Fisicos de la Garantia de Calidad en Radioterapia: Protocolo de Control de Calidad, IAEA-TECDOC-1151 (2000).

Calibration of Brachytherapy Sources: Guidelines on Standardized Procedures for the Calibration of Brachytherapy Sources at Secondary Standard Dosimetry Laboratories (SSDLs) and Hospitals, IAEA-TECDOC-1079 (1999).

Techniques for High-Dose Dosimetry in Industry, Agriculture and Medicine (Proc. Symp. Vienna, 1998), IAEA-TECDOC-1070 (1999).

SSDL Network Charter: IAEA/WHO Network of Secondary Standard Dosimetry Laboratories, IAEA/WHO/SSDL/99 (1999).

Design and Implementation of a Radiotherapy Programme: Clinical, Medical Physics, Radiation Protection and Safety Aspects, IAEA-TECDOC-1040 (1998).

Accidental Overexposure of Radiotherapy Patients in San Jose, Costa Rica, IAEA Special Publication Series, IAEA-STI/PUB/1027 (1998).

Quality Assurance in Radiotherapy, IAEA-TECDOC-989 (1997).

The Use of Plane Parallel lonization Chambers in High Energy Electron and Photon Beams: An International Code of Practice for Dosimetry, Technical Reports Series No. 381 (1997).

Absorbed Dose Determination in Photon and Electron Beams: An International Code of Practice, Technical Reports Series No. 277, 2nd Edition (supersedes the first 1987 edition) (1997).

Review of Data and Methods Recommended in the International Code of Practice, Technical Reports Series No. 277 for Absorbed Dose Determination in Photon and Electron Beams, IAEA-TECDOC-897 (1996).

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Calibration of Dosimeters used in Radiotherapy: A Manual, Technical Reports Series No. 374 (1994).

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Documents

Protones Ionometría Iones - D E A - Departamento de ...dea.unsj.edu.ar/mednuclear/TRS398espaniol.pdf · COLECCIÓN DE REPORTES TECNICOS No. 398 Determinación de Dosis Absorbida