Equipos de Teleterapia: Bomba de Cobalto (Co-60)

La Bomba de Cobalto (Co-60) es un equipo de teleterapia que, a diferencia de los aceleradores lineales, no es eléctrico y su funcionamiento se basa en una fuente radiactiva. Para que emita radiación, es necesario abrir el blindaje que rodea la fuente. El proceso de irradiación es constante y el haz resultante siempre es cuadrado o rectangular, ya que no dispone de colimador multiláminas. Por lo tanto, cualquier modificación de la forma del haz para adaptarlo al tumor debe realizarse directamente sobre el paciente, utilizando bloques o materiales de baja fusión.

Características de la Fuente de Co-60

• Fuente Radiactiva: Contiene una fuente de Cobalto-60 (Co-60).
• Actividad Inicial y Final: Al inicio de su vida útil, la fuente puede tener una actividad de 6000 Curies, disminuyendo a 2000 Curies al final de su vida.
• Vida Media: Posee un periodo de semidesintegración de aproximadamente 5.27 años, lo que la hace atractiva para los profesionales al reducir la frecuencia de reemplazo de la fuente.
• Forma: La fuente es cilíndrica y muy pequeña, midiendo aproximadamente 1 cm. Su tamaño reducido busca simular una fuente puntual para minimizar los efectos de rayos cruzados y la penumbra.

Funcionamiento y Colimación

Todo el volumen de la fuente está blindado. Cuando se inicia la irradiación, la fuente se desplaza y se abre un pequeño orificio con forma de pirámide. El material del colimador, por donde sale la dosis, es de uranio empobrecido. En la salida, unas planchas limitan el haz. Cuanto más cerradas estén estas planchas, más pequeño será el haz y menos partículas llegarán al paciente, ya que el uranio empobrecido absorbe parte de la radiación.

Acelerador Lineal (LINAC)

Los Aceleradores Lineales (LINAC) son la tecnología predominante en radioterapia, utilizándose en aproximadamente el 90% de las irradiaciones, tanto para dosimetría superficial como profunda. Aunque existen varios fabricantes, como Siemens y Varian, sus equipos comparten principios de funcionamiento similares.

Principios de Funcionamiento del LINAC

A diferencia de la bomba de cobalto, el LINAC es un equipo eléctrico que permite trabajar con fotones y electrones. La energía de los fotones suele variar entre 6 MeV, 15 MeV y 18 MeV, aunque algunos tratamientos pueden usar 10 MeV, dependiendo del modelo del acelerador. La salida del equipo produce rayos X en el rango de megavoltios o electrones también en el rango de megavoltios.

Generación de Haces

• Aceleración de Electrones: El LINAC genera ondas electromagnéticas en el rango de microondas. Los electrones son arrancados y acelerados mediante impulsos de radiofrecuencia, no por una diferencia de potencial estática. Un campo magnético los mantiene en la dirección deseada, impulsándolos hasta alcanzar la velocidad y energía requeridas.
• Producción de Fotones: Dentro del gantry, los electrones acelerados chocan contra un pequeño blanco (target) de tungsteno. Al frenarse, estos electrones generan fotones (rayos X). Si el target no está presente, los electrones saldrán directamente.
• Espectro de Energía:
  • Electrones: El espectro de energía de los electrones es relativamente discreto; al generarse, la mayoría tienen una energía similar, aunque pueden dispersarse a energías más bajas (ej. a 6 MeV).
  • Fotones: Cuando los electrones inciden en el target, los fotones resultantes tienen un espectro de energía continuo, desde 0 hasta un valor máximo. Este aspecto es crucial para la planificación del tratamiento.

Componentes del Sistema de Colimación y Modificación del Haz

El LINAC cuenta con un sofisticado sistema para conformar y modular el haz de radiación:

1. Colimador Primario: Fijo y generalmente circular, es el primer elemento que limita el haz.
2. Filtro Aplanador (Cono Aplanador): Situado después del colimador primario, este componente reduce la dosis en el centro del haz para lograr una distribución más homogénea. Algunos equipos disponen de un revólver de filtros aplanadores para diferentes energías.
3. Cámaras de Ionización: Ubicadas más abajo, miden la cantidad de partículas que pasan y la dosis que se entregará al paciente, sirviendo como monitores de dosis.
4. Colimador Secundario: Móvil y cuadrado, permite ajustar el tamaño del campo de irradiación.
5. Cuñas: Se utilizan para modular la intensidad del haz, creando gradientes de dosis.
6. Bloques Personalizados: Fabricados a medida para cada paciente, estos bloques pueden tener cualquier forma y se colocan cerca del paciente para proteger tejidos sanos y conformar el haz al tumor.
7. Colimador Multiláminas (MLC): Puede funcionar como un tercer colimador o en sustitución del secundario. Consiste en múltiples láminas móviles que permiten conformar el haz de manera muy precisa a la forma tridimensional del tumor, incluso durante la irradiación (IMRT, VMAT).

Desmantelamiento y Exención de Equipos de Radioterapia

El desmantelamiento marca el fin de la vida útil de un equipo de radioterapia, momento en el que debe ser dado de baja. Este proceso implica una serie de comprobaciones y procedimientos:

Criterios de Exención

Para que una máquina o fuente pueda ser desechada sin considerarse residuo radiactivo (es decir, quedar exenta), se deben cumplir ciertos criterios de seguridad radiológica:

• La dosis efectiva para cualquier individuo no debe superar los 10 μSv en un año.
• La dosis efectiva colectiva incurrida por la práctica en un año no debe exceder 1 μSv·hombre.

En algunos casos, si una máquina presenta baja actividad residual tras su uso, puede ser trasladada a una sala de almacenamiento temporal hasta que su actividad se reduzca por debajo de los límites de exención.

Proceso de Desmantelamiento

• Equipos No Radiactivos: Si se confirma que no se han producido materiales radiactivos significativos, la máquina puede ser desmantelada, fragmentada y llevada a un desguace, incluyendo su búnker de protección.
• Residuos Radiactivos: Si se han generado residuos radiactivos, la empresa ENRESA (Empresa Nacional de Residuos Radiactivos) es la entidad encargada de su gestión y retirada.

La exclusión se refiere a cualquier exposición cuya magnitud o probabilidad no sea, por su naturaleza, susceptible de control regulatorio.

Puesta en Marcha y Calibración (Comisionado) de Equipos de Radioterapia

El comisionado es el proceso de puesta en marcha y verificación exhaustiva de un equipo de radioterapia antes de su uso clínico. Inicialmente, los fabricantes realizan un control de calidad, documentando la conformidad del equipo y su venta. Este informe debe ser presentado al Consejo de Seguridad Nuclear (CSN).

Proceso de Comisionado por el Usuario

Una vez que la institución adquiere el equipo, es su responsabilidad realizar el comisionado, que incluye la verificación de múltiples parámetros críticos:

• Integridad del Blindaje: Asegurar que no hay fugas de radiación fuera del búnker.
• Curvas de Calibración: Medidas en cubas de agua y fantomas de agua sólida.
• Funcionamiento de Cámaras de Ionización y EPID: Verificación de los sistemas de monitorización de dosis y de imagen.

Control de Calidad y Seguridad Radiológica (Norma TRS-430)

Durante la vida útil del equipo, la irradiación a diferentes energías puede inducir radiactividad en los materiales de la máquina o en las estructuras circundantes debido a la dispersión de electrones. Para controlar y prevenir esto, se aplican los principios de la norma TRS-430, que establece pruebas rigurosas tanto para el hardware como para el software del equipo.

Pruebas de Hardware

• Curvas de Isodosis: Muestran cómo varía la dosis absorbida en un volumen, asegurando un haz centrado y simétrico.
• Dosimetría:
  • Absoluta: Medición directa de la dosis en Gray (Gy) en el paciente.
  • Relativa: Comparación de dos lecturas de dosímetro, una de ellas bajo condiciones de referencia.
• Medida del Isocentro: Verificación del punto virtual donde converge el centro del volumen tumoral y alrededor del cual gira el origen de la irradiación.
• Blindaje Adecuado: Confirmación de la eficacia del blindaje para LINAC y equipos de braquiterapia.
• Curvas de Dosis en Profundidad (PDD): Correlacionan la dosis a diferentes profundidades en agua (o en el paciente). El Porcentaje de Dosis en Profundidad (PDD) varía con la distancia del paciente a la fuente.
• Factores de Dosis Independientes de la Distancia:
  • TAR (Tissue-Air Ratio): Cociente de la dosis en un maniquí con un espesor de tejido dado, y la dosis en el mismo punto pero en aire.
  • TMR (Tissue-Maximum Ratio): Cociente de la dosis en un maniquí con un espesor de tejido dado, y la dosis correspondiente a su valor máximo.
  • TPR (Tissue-Phantom Ratio): Similar al TMR, pero formando el cociente con la dosis en un punto de referencia dentro de un fantoma.
• Dosis en Fantomas: Se utilizan fantomas de agua y antropomórficos (como el maniquí RANDO y el maniquí pediátrico) para medir y verificar la distribución de la dosis.

Pruebas de Software

Todos los parámetros obtenidos de las pruebas de hardware se introducen en un sistema de planificación de tratamientos para verificar su correcta integración y funcionamiento.

Licencia del CSN

Es fundamental obtener una licencia del CSN antes de realizar el comisionado y operar el equipo. Esta autorización especifica quién está cualificado para usar la máquina y el uso destinado de la misma, garantizando la seguridad radiológica.