Estimación de dosis en aplicaciones radiológicas basada en la dosimetría por luminiscencia ópticamente estimulada
- Autores: Galo Patiño Camargo
- Directores de la Tesis: Facundo Ballester Pallarés (dir. tes.), Javier Vijande (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Gumersindo Verdú Martín (presid.), Rosa María Cibrián Ortiz de Anda (secret.), Juan Manuel Campayo Esteban (voc.)
- Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Física
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: RODERIC
- Resumen
La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) ha recomendado una reducción del límite de dosis equivalente en cristalino para los trabajadores ocupacionalmente expuestos de 150 mSv por año (ICRP-2007, Publicación 103) a un promedio de 20 mSv por año durante cinco años o 50 mSv en un año (ICRP-2012, Publicación 118). Actualmente, no existe una dosimetría rutinaria y sistemática para medir la dosis equivalente en cristalino; sólo se hace una extrapolación de los valores medidos por los dosímetros personales. El objetivo de este estudio es estimar la dosis equivalente en superficie que recibe el personal sanitario en cristalino y manos para los procedimientos de cirugía de muñeca con fluoroscopia, y en cristalino para neurorradiología intervencionista. Para llevar a cabo el trabajo, se utilizaron los dosímetros nanoDot. Estos dosímetros fueron caracterizados en el rango de energías de diagnóstico para validar el funcionamiento del sistema dosimétrico, realizándose las siguientes pruebas: homogeneidad, reproducibilidad, tratamiento óptico para el borrado de la señal, perdida de la señal por lectura, linealidad, dependencia angular y energética; además, se calibró la respuesta de los nanoDots para las condiciones de trabajo rutinario. Los dosímetros pasivos nanoDot e InLight (Landauer Inc., USA), basados en la luminiscencia ópticamente estimulada (optically stimulated luminescence, OSL) representan un gran avance en la dosimetría de la radiación, entre sus ventajas la que destaca es que se puede analizar varias veces (re-lectura) sin perder la información inicial. En los procedimientos de cirugía de muñeca, se estimó una dosis equivalente promedio en cristalino y manos del/de la médico/a cirujano/a de 0.005 mSv y 0.016 mSv por cirugía respectivamente. En lo que respecta a los procedimientos de neurorradiología intervencionista, se obtuvo para el/la médico/a radiólogo/a una dosis promedio de 0.075 mSv por procedimiento y para el caso del/de la enfermero/a 0.005 mSv por procedimiento. Las medidas realizadas en neurorradiología intervencionista demostraron que el ojo izquierdo recibe más dosis que el derecho, esto es debido a la posición del personal médico dentro de la sala de intervención, el lado izquierdo para ambos profesionales esta más próximo al tubo de rayos x. Así mismo, se realizó la simulación Monte Carlo del proceso de calibración de los dosímetros InLight, que incluyeron: la reproducción de la geometría del dosímetro de tal manera que fuese lo más cercano a la realidad, los haces de irradiación, y las condiciones del laboratorio secundario de calibración, para su uso en dosimetría personal. En conclusión, los dosímetros OSL estudiados cumplen con las normas estándar para su uso en dosimetría. En el caso del nanoDot fue necesario determinar factores de corrección para la dependencia angular y energética, así como factores de calibración para los procedimientos de cirugía de muñeca con fluoroscopia y neurorradiología intervencionista; con lo cual se minimizó la incertidumbre asociada a la estimación de la dosis en estas aplicaciones clínicas. La extrapolación de la dosis anual de acuerdo a la carga de trabajo, basado en la dosis media obtenida en cristalino y manos del personal médico/a en ambos procedimientos, mostraron que no sobrepasan el límite de dosis anual permitido, e incluso el nuevo límite propuesto por la ICRP-2012, Publicación 118. Los resultados obtenidos a través de la simulación Monte Carlo comparado con los resultados experimentales del Centro Nacional de Dosimetría fueron coherentes, evidenciándose una subestimación de hasta -16% en el peor de los casos de los datos modelados. The International Commission on Radiological Protection (ICRP) has recommended a reduction of equivalent dose limit to the eye lens to occupationally exposed staff from 150 mSv per year (ICRP 2007, Publication 103) to 20 mSv per year, averaged over 5 year periods, with no single year exceeding 50 mSv (ICRP 2012, Publication 118). Nowadays, there is no routine systematic dosimetry to measure the equivalent dose to the eye lens. It is estimated only by extrapolating the values measured in the personal dosimeters. The aim of this study was to estimate the equivalent surface dose received by the health workers to the eyes and hands during wrist surgery procedures with fluoroscopy and interventional neuroradiology. In this work, nanoDot dosimeters were used to perform the measurements. These dosimeters were characterized in the energy range of diagnostic to validate the dosimetry system. The following tests were performed: homogeneity, reproducibility, optical treatment for erasing signal, signal depletion by reading, linearity, energy and angular dependence. In addition, the nanoDots response to the routine working conditions of each procedure was calibrated. The passive dosimeters nanoDot and InLight (Landauer Inc., USA) based on optically stimulated luminescence OSL, represent a major advance in radiation dosimetry, as they have the advantage of re-reading without losing initial information. In the wrist surgery procedures, we estimated an average equivalent dose to the eye lens and hands of the surgeon of 0.005 mSv and 0.016 mSv respectively. With regard to interventional neuroradiology procedures, we obtained an average equivalent dose of 0.075 mSv per procedure for the interventional radiologist, and 0.005 mSv per procedure for the nurse. Furthermore, in the interventional neuroradiology measurements, the left eye was found to receive more dose than the right one, this is due to the position of the medical staff inside the operating room, the left side for both professionals is closer to the x-ray tube. Likewise, Monte Carlo calculation of the InLight dosimeters calibration process, which included: the geometry of the dosimeter in such a way to be as identical as possible to reality, the irradiation beams and the working conditions of the secondary calibration laboratory, for using in personal dosimetry was performed. In conclusion, the OSL dosimeters surveyed comply with the standard regulations for its use in dosimetry. In the case of nanoDot, it was necessary to determine correction factors for the angular and energy dependence, as well as calibration factors for the wrist surgery procedures with fluoroscopy and interventional neuroradiology; whereby the uncertainty associated with the estimation of dose in clinical applications were minimized. Extrapolation of the annual dose according to their workload based on the average dose obtained in the lens of the eyes and hands of the medical staff in both procedures showed that none exceed the annual dose limit for the eye lens, even the proposed new limit by ICRP 2012, Publication 118. The Monte Carlo calculation results compared with the national dosimetry center experimental results were consistent, showing an underestimation of up to 16% of the modeled data in the worst case scenario.
