Protección radiológica en medicina nuclear

14 de marzo de 2022

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA EN MEDICINA NUCLEAR

El personal involucrado en el uso de material radioactivo debe seguir siempre medidas de protección radiológica. No se conoce aún con total exactitud el efecto de las radiaciones, pero asumiendo que todas las radiaciones ionizantes son potencialmente dañinas, debemos estar constantemente en alerta respecto a los métodos de protección. Existen limitaciones prácticas establecidas por las comisiones nacionales e internacionales para proteger a los trabajadores ocupacionalmente expuestos. La racionalización de estos límites se basa en que aún los usos pacíficos de la energía atómica requieren cierta exposición a la radiación y a que es imposible blindar completamente a los trabajadores. Por esta razón, el personal de medicina nuclear debe estar constantemente alerta sobre los métodos prácticos de radioprotección. Estos métodos son: distancia, blindaje y tiempo. Mediante el uso adecuado de estos 3 métodos, el nivel de radiación a la cual el trabajador está expuesto puede ser mantenido en un mínimo y dentro de las limitaciones recomendadas.

a) Distancia: constituye uno de los mejores métodos de radioprotección y es uno de los más utilizados en la rutina diaria; no solamente es un procedimiento efectivo de protección sino que es también el más barato. Cuando un individuo se aleja de la fuente radioactiva es natural esperar recibir menos radiación, y podría pensarse que si se duplica la distancia se recibiría la mitad de la radiación; sin embargo en realidad la persona recibirá un cuarto de radiación. Esto se conoce como la ley del cuadrado inverso de la distancia, la cual establece que la cantidad de radiación recibida es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia desde la fuente. Duplicando la distancia la dosis es ¼ de la original, reduciendo la distancia a la mitad la dosis será 4 veces mayor a la original. La ley del cuadrado inverso se aplica con mayor exactitud para fuentes puntuales emisoras γ, no para fuentes mayores o múltiples fuentes. Esta ley explica la sugerencia del uso de pinzas largas o controles remotos para mantenerse tan alejado como sea posible de la fuente emisora.

b) Tiempo: el principio del tiempo es también un método práctico de radioprotección. Cuanto más tiempo se exponga un individuo a un campo de radiación, mayor será la exposición total. El sentido común indica que el tiempo debe ser utilizado como control de la exposición a la radiación. En las aplicaciones diagnósticas de medicina nuclear el tiempo no es un factor tan importante como cuando se trata de aplicaciones terapéuticas. A este respecto, existen tres grupos de personas no ocupacionalmente expuestas que merecen especial consideración: personal de enfermería, visitas y pacientes adyacentes, para los cuales la dosis no puede exceder de 1 mSv por año o de 0.02 mSv en una hora.

c) Blindaje: es también un método práctico de radioprotección. El uso de materiales de blindaje como las láminas o ladrillos de plomo no es nada nuevo para los trabajadores de medicina nuclear. El blindaje es simplemente un objeto usado para prevenir o reducir el pasaje de radiación. En el caso de las partículas α ó β se requiere muy poco blindaje para absorber completamente las emisiones. La práctica general es usar blindaje suficiente para absorber completamente las partículas α y β, sin embargo esto no es verdad para la radiación χ ó γ, ya que para estos dos tipos de emisión se utiliza blindaje para reducir la cantidad de radiación.

El blindaje en el caso de las partículas β merece una consideración especial. Es bien conocido que ¼ de pulgada de plástico puede frenarlas con lo cual la propia jeringa constituiría un blindaje apropiado, sin embargo si colocáramos una jeringa conteniendo P-32 frente a un detector de centelleo veríamos que este recibe un considerable número de cuentas. En realidad, el detector estaría registrando radiación electromagnética proveniente del bremsstrahlung (radiación de frenado). Para que la radiación sea completamente absorbida o reducida en intensidad, se debe perder la energía generada por la propia radiación.

Sin embargo, el tema del blindaje es bastante más complicado que el simple concepto de espesor y densidad. Se sugiere que existe una relación directa entre densidad y número atómico (Z). En general es verdad que a mayor número atómico mayor densidad de material y viceversa, pero existen varias excepciones a esta regla, de las cuales el oro (Au) y el plomo (Pb) son buenos ejemplos. El Au tiene un Z de 79 y una densidad de 19 gr/cm3 mientras que el Pb tiene un Z de 82 y una densidad de 11 gr/cm3. Además, la densidad cambia cuando el material cambia de estado físico y su número atómico continúa siendo el mismo, de lo cual un buen ejemplo es el agua cuyo número atómico efectivo es 7.4 pero asume diferentes densidades dependiendo de su estado físico (líquido, sólido o gaseoso).

COEFICIENTES DE ATENUACIÓN.

Cualquier discusión sobre blindaje debe considerar unidades para medir la cantidad de radiación que es absorbida (atenuada) por un medio absorbente; estas unidades miden parámetros como el coeficiente de atenuación lineal y el coeficiente de atenuación másico. La diferencia entre ellos es que éste último considera la densidad del medio de atenuación.

a) El coeficiente de atenuación lineal (μ) es definido como la fracción del número de fotones que es eliminada del campo de radiación por centímetro de medio absorbente. Se expresa como una constante del porcentaje de fotones absorbido, similar a la constante de decaimiento λ en la fórmula de vida media física. Una condición con un valor de μ de 20% por centímetro (0.20 cm-1) indicará que el número de fotones en un haz será reducido en intensidad en un 20% por cada centímetro de medio absorbente. El valor de μ es específico para la energía del fotón y el tipo de absorbente, si cualquiera de ellos se modifica, el coeficiente de atenuación lineal también cambiará.

b) El coeficiente de atenuación másico (μ/ρ) es obtenido dividiendo el coeficiente de atenuación lineal por la densidad del medio absorbente. La unidad se expresa en cm2/gr.

Dado que la densidad cambia con los diferentes estados físicos del agua, el coeficiente de atenuación lineal cambiará también; la razón es que la atenuación por el absorbente se modifica y esta unidad refleja solamente la atenuación por el medio absorbente por centímetro. Esto contrasta con el coeficiente de atenuación másico, el cual permanece igual independientemente de los cambios físicos del medio. La razón es que la unidad refleja la densidad del medio absorbente total y no sólo el espesor. Se puede decir entonces que el agua líquida, en forma de hielo o vapor absorberá la misma cantidad de fotones por gramo. Esta relación no es importante en medicina dado que el tamaño de los órganos humanos no permiten este tipo de consideraciones, más aún, dado que el coeficiente de atenuación másico permanece igual para todas las formas físicas del agua sin importar su densidad o volumen, el coeficiente de atenuación másico pierde relevancia y por eso la fórmula de blindaje sólo utiliza el coeficiente de atenuación lineal. Fórmula de blindaje:

I = Io e-μx

Donde: I es la intensidad de la radiación después del blindaje, Io es la intensidad de la radiación antes del blindaje, μ es el coeficiente de atenuación lineal en cm-1 y x es el espesor del blindaje en cm. El signo (–) del exponente significa que la intensidad decrece. Si bien la fórmula no es de mayor importancia en la práctica diaria, hace posible predecir la atenuación de los fotones γ. Está establecido que la radiación χ y γ puede ser disminuída a niveles aceptables pero teóricamente no puede ser llevada a 0, aunque puede ser reducida en una manera predecible y de ahí surge el concepto de capa hemirreductora (HVL). Por definición, la HVL es el espesor de un material en particular necesario para reducir la intensidad de la radiación a la mitad de su valor original. Existen tablas que muestran los valores de HVL para distintos radionucleidos y para diferentes materiales, las cuales constituyen una ayuda rápida para calcular el blindaje necesario para reducir la intensidad de la radiación a niveles recomendados. El límite estándar aceptado es 2 mrem/h a 1 metro de la fuente. Si multiplicamos esta dosis por 50 horas de trabajo semanal y 50 semanas por año, nos dará una tasa de exposición anual de 5 rem/año

CONTROL DE EXPOSICIÓN A LA RADIACIÓN DEL PERSONAL.

Dado que el riesgo biológico está directamente relacionado con la dosis de radiación a los tejidos, la absorción de material radioactivo debe estar restringida.

a) Control de la exposición interna. La mayoría de los radionucleidos que se utilizan en medicina nuclear son considerados leve o moderadamente tóxicos con respecto a contaminación interna, sin embargo, una excepción significativa de 131 I es considerada altamente tóxica debido a su especificidad por la glándula tiroides. La exposición interna por ingestión, inhalación o absorción dérmica puede ser satisfactoriamente controlada por prácticas simples y sistemáticas que incluyen:

vestir túnica o delantal que proteja la ropa en toda área en que se manejen fuentes radioactivas abiertas. Esas prendas protectoras deben ser retiradas antes de abandonar el área apropiada para su uso.
utilizar guantes en todo momento que se manipule material radioactivo.
no comer, beber, fumar o aplicar cosméticos en áreas en las cuales se utilice o almacene material radioactivo.
no almacenar alimentos, bebidas o artículos personales en áreas en las cuales se utilice o almacene material radioactivo.
no utilizar la boca con ningún tipo de instrumento tales como pipetas para fraccionar o medir material radioactivo.
mantener el área de trabajo libre de contaminación. Realizar semanalmente tests para identificar áreas que requieran descontaminación.

Manejo del 131 I: deben tomarse precauciones especiales para su uso. Una contaminación interna con 131I resulta en una dosis equivalente de radiación para la tiroides de aproximadamente 52 mSv por μCi debido a la exposición y a la captación biológica. Es muy importante tomar precauciones cuando se maneja radioyodo para minimizar el riesgo de contaminación interna, lo cual es particularmente importante cuando se utiliza el radionucleido en forma de solución.

figura 1. material de entrenamiento en Medicina Nuclear OIEA

Recomendaciones prácticas para el manejo de 131 I:

Abrir el vial en una campana de extracción. El componente volátil siempre está en equilibrio con la actividad de la solución en el vial. La causa primaria de contaminación del personal es la inhalación de la nube de radioyodo que escapa del vial al abrirlo.
Siempre que sea posible, almacenar los viales en la heladera y en la oscuridad. El componente volátil puede ser minimizado manteniendo la solución a una temperatura menor que la temperatura ambiental, la luz brillante o solar incrementa este componente.
Utilizar guantes siempre que se maneje radioyodo. El yodo puede penetrar parcialmente los guantes desechables y ser absorbido a través de la piel, por esa razón se recomienda usar dos pares de guantes cuando se manejan cantidades mayores a 10 mCi.
Ser muy cuidadoso de no tocarse el cuello u otras áreas de la piel o la vestimenta cuando está manejando radioyodo. •Mantener la solución de 131I de desecho en contenedores bien tapados, con tapas ajustadas y a un pH básico para reducir la volatilidad. b) Control de la exposición externa. La exposición externa puede ser controlada por los métodos clásicos de: minimizar el tiempo, maximizar la distancia y utilizar blindajes
.El factor tiempo puede ser efectivamente utilizado llevando a cabo procedimientos tan eficientemente como sea posible. Los procedimientos nuevos deben ser practicados con material no radioactivo de forma que se adquiera experiencia para poder realizarlos de la manera más rápida posible. Por otro lado, el intentar realizar los procedimientos de forma demasiado rápida puede resultar en derramamientos u otros accidentes que aumentarán el tiempo de exposición. •En la práctica, se pueden lograr distancias de trabajo seguras en varios aspectos, manejando los viales con pinzas, almacenando el material radioactivo de desecho en áreas alejadas a las áreas de tránsito del personal, manteniendo la mayor distancia posible con los pacientes inyectados durante los procedimientos.
En cuanto a los blindajes, se deben usar ladrillos de plomo, vidrio plomado, protectores de jeringa, contenedores para el almacenaje de material de desecho, valijas plomadas para el transporte de dosis, etc.

Aunque en la rutina de trabajo en medicina nuclear se utilizan distintos tipos de radionucleidos, el problema de la exposición externa está dado en un 90% por el 99mTc y la principal fuente de exposición es la radiación proveniente de los pacientes inyectados para los procedimientos imagenológicos.

La relación de exposición típica es:

10-15% por preparación de la dosis
10% por la administración de la inyección,
75-80% por el procedimiento de imagen.

Esto implica que una fracción sustancial de la dosis anual de cuerpo entero del tecnólogo es debida a la presencia cerca del paciente durante la realización del estudio. Este componente puede ser reducido en la práctica manteniendo una mayor distancia con el paciente o interponiendo un blindaje entre el paciente y el tecnólogo. También el uso de blindaje para la jeringa reduce considerablemente la dosis en manos y dedos durante el procedimiento de inyección.

figura 2. material de entrenamiento en Medicina Nuclear OIEA

Paciente embarazada.

Una de las preocupaciones habituales en medicina nuclear es si debe o no realizarse un procedimiento a una paciente embarazada. El riesgo del feto a la exposición de la radiación debe ser evaluado contra el beneficio potencial del estudio y el riesgo normal de moralidad del embarazo y la infancia. La primera decisión es confiar en otra investigación clínica que no utilice radiación ionizante. Alternativamente, el estudio puede ser realizado si el riesgo adicional de exposición a la radiación es contrarrestado por el beneficio potencial que la información del estudio puede brindar. En este caso se deben tomar los pasos para minimizar la exposición del embrión o el feto. Por ejemplo:

Diferir el estudio hasta una etapa de gestación avanzada cuando el riesgo sea menor.
La cantidad de actividad utilizada debe ser reducida al mínimo requerido para obtener un estudio de adecuada calidad. Cualquier dosis al feto que exceda 0.5 mSv requiere cuidadosa justificación y el estudio no debe resultar en una dosis absorbida mayor de 1-2 mSv.
Cuando el radiofármaco sea excretado por los riñones, la paciente debe ser bien hidratada y debe orinar frecuentemente, esto reducirá sustancialmente la exposición a los órganos vecinos a la vejiga como el útero.
Siempre que sea posible, deben evitarse radiofármacos tales como el pertecneciato o el galio citrato los cuales se concentran en la placenta, particularmente si luego tienen captación selectiva en los órganos fetales.
La terapia con radionucleidos no está indicada durante el embarazo y debe ser evitada. La dosis de radiación al embrión/feto resultará en un aumento del riesgo de cáncer durante la infancia y en algunas aplicaciones puede llevar a efectos determinísticos de la radiación. Se recomienda realizar un test de embarazo antes de administrar una dosis terapéutica y se le debe advertir a la paciente la necesidad de evitar un embarazo hasta que la dosis sea menor de 1 mSv. Para las pacientes con cáncer de tiroides esto se debe extender hasta que no haya evidencia de tejido tiroideo funcionante que pueda requerir una dosis ablativa de yodo. No se ha demostrado aumento de anormalidades congénitas o cáncer de la infancia en casos de administración de radioyodo a pacientes con hipertiroidismo que se desconocía que cursaban un embarazo, sin embargo se ha reportado hipotiroidismo congénito luego de la administración prenatal de 131 I y la necesidad de una rápida intervención para prevenir el cretinismo. El 131 I atraviesa la placenta y la tiroides fetal comienza a concentrar el yodo aproximadamente durante la semana 10 de gestación [1].

LÍMITES DE DOSIS.

La ICRP ha recomendado límites de dosis de exposición a la radiación para los trabajadores ocupacionalmente expuestos y para el público en general

Los límites para los trabajadores ocupacionalmente expuestos:

El límite de dosis para la práctica de medicina nuclear y radiología es de 5 mSv/año, pero se recomienda además una dosis límite complementaria para las trabajadoras embarazadas que intenta mantenerla dosis al feto por debajo de1 mSv, similar a la del público.

El límite de dosis para miembros del público en general es de 1 mSv/año ; este límite se refiere a prácticas que aumentarán la exposición sobre los niveles naturales de fondo. Este límite de dosis para el público afecta la práctica de la medicina nuclear en muchos aspectos, por ejemplo, en el tiempo que debe permanecer internado en aislamiento un paciente al cual se le administró una dosis terapéutica o en cuánta distancia o blindaje se requiere entre una cama de terapia con radionucleidos y las áreas adyacentes. El mejor método para colocar la dosis de radiación en perspectiva es convertir la dosis en riesgo absoluto, el cual puede ser comparado con otros riesgos encontrados en la vida. Un método alternativo de expresar el riesgo absoluto es utilizar la pérdida de expectativa de vida (LLE). Para un trabajador del área de medicina nuclear, la dosis efectiva anual es del orden de 2 mSv. Si esta dosis es recibida todos los años durante la vida laboral (asumiendo de 18 a 65 años), la LLE es de 17 días

MONITORES PERSONALES Y SEÑALIZACIÓN

Los dosímetros personales son dispositivos utilizados por individuos expuestos a las radiaciones ionizantes para evaluar y documentar su nivel de exposición externa. El período de tiempo que el dosímetro debe ser usado previo a su procesamiento debe ser no menor de 1 semana y no mayor de 1 mes para el personal que está rutinariamente expuesto a la radiación.Una tecnóloga embarazada debe usar además un dosímetro sobre el abdomen.
Las áreas en las cuales se utiliza o almacena material radioactivo deben estar señalizadas para indicar a los individuos que entran en un área de potencial peligro y para demostrar preocupación por la protección radiológica y control del área [2].