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La importancia de la protección radiológica en las instalaciones de protonterapia

La protonterapia es una técnica avanzada de radioterapia que utiliza protones para tratar tumores de manera precisa y efectiva. Sin embargo, para garantizar que este tratamiento se realice de forma segura, es crucial implementar medidas rigurosas de protección radiológica. Te explicamos cómo funcionan estas instalaciones y cómo nuestro equipo trabaja para asegurar que las instalaciones de protonterapia operen bajo los más altos estándares de seguridad, protegiendo tanto a los pacientes como al personal médico.

Cómo funcionan

Las técnicas convencionales de radioterapia de haz externo utilizan habitualmente aceleradores lineales (linacs) que producen haces de electrones o Rayos x (fotones), siendo estos últimos los más utilizados. Dentro de las técnicas de radioterapia externa, la protonterapia emplea un haz de protones para irradiar el tumor. Los protones destacan por su característica distribución de dosis (curva de Bragg), presentando un pico de dosis máximo hacia el final de su recorrido, tras el cual la dosis disminuye drásticamente. Esto permite impartir una dosis máxima al tumor y mínima a los órganos críticos sanos adyacentes.

Cabezal de Gantry en sala de protonterapia. Imagen © Jorge Allende

En la sala de tratamiento de un equipo convencional de protonterapia, el paciente sólo ve la punta del iceberg del equipo: el cabezal del Gantry. La mayor parte del equipo queda oculto detrás, en salas adyacentes. El equipo entero consta de tres partes principales:

• La estructura del Gantry: es la línea rotatoria del haz que lo transporta desde la sala del acelerador hasta la sala de tratamiento, manteniendo unos parámetros adecuados.
• El acelerador: genera y extrae el haz de protones de hasta 230 MeV.
• La línea de haz fija: dotada, entre otros componentes, del sistema de selección de energía, que transporta el haz con la energía y parámetros adecuados hasta el Gantry.

Partes principales del equipo de protonterapia IBA ProteusOne de un Gantry. Imagen © IBA Particle Therapy

Cómo se produce la activación radiológica

Sección de la Unidad de Protonterapia en el Hospital Universitario de La Paz en Madrid

Durante la irradiación, el equipo genera altas tasas de dosis neutrónica y fotónica secundarias, por lo que se requiere ubicarlo en un búnker con espesores de blindaje consecuentes (de hasta cerca de 3 m de hormigón estándar). Además, la interacción de los protones y neutrones en el acelerador y en los dispositivos de la línea del haz activa los componentes, convirtiéndolos en fuentes radiactivas (gammas y betas) cuya intensidad depende de las características del haz y de la irradiación y del material, y que decae paulatinamente con el tiempo tras la irradiación. Este fenómeno requiere tomar las medidas de protección radiológica adecuadas durante los mantenimientos del equipo, así como una correcta gestión de los componentes activados sustituidos.

El mismo fenómeno de activación ocurre con el aire de las salas del búnker por interacción de los neutrones con los elementos del aire y, potencialmente, con el agua del sistema de refrigeración del equipo. El blindaje estructural (muros de hormigón y barras de refuerzo) se activa también con el tiempo, generando isótopos de larga vida dependiendo de su composición y de la carga de irradiación a lo largo de la vida de la instalación. Así, el desmantelamiento requiere de un plan de clausura donde se tenga en cuenta la gestión de los residuos radiactivos generados en dicha etapa.

Medidas de protección radiológica a implementar

Acelerador de protones. Imagen © IBA Particle Therapy

El riesgo principal de este tipo de instalaciones es el de irradiación externa y, en mucha menor medida, de contaminación externa e interna debido a la activación del agua, aire, polvo, aceites, etc.

Este equipo presenta pues, a otra escala, problemas de protección radiológica más típicos de una instalación nuclear que de una instalación médica convencional. Para permitir un funcionamiento seguro de la instalación teniendo en cuenta los riesgos radiológicos, además del blindaje, se requieren varias medidas. Entre ellas destaca la clasificación y señalización radiológica adecuada de las salas, el control de acceso y los sistemas de seguridad (enclavamiento de puertas y del haz, sistema de búsqueda*, botones de parada de emergencia, cámaras…), y otros sistemas que juegan también un papel importante en la seguridad, como el sistema de ventilación o las sondas de medida de radiación fijas. Estos y otros sistemas auxiliares igualmente importantes, como el sistema eléctrico o el sistema de refrigeración, se ubican en salas técnicas normalmente situadas encima o alrededor del búnker. Dos salas importantes en la operación de la instalación son la sala de control, desde donde se controlan la operación del equipo, y el almacén de residuos radiactivos y material activado, que requiere también de blindaje estructural.

La seguridad de la instalación se logra no solo mediante un diseño adecuado, sino también abordando correctamente otros aspectos no menos importantes, como son la organización, los procedimientos operativos, el plan de mantenimiento, el plan de calibración y verificación de equipos o el plan de emergencia interior.

Todo ello contribuye a que las dosis recibidas por los trabajadores sean típicamente bajas, muy inferiores a las de otras modalidades médicas como medicina nuclear o radiología intervencionista.

Licenciamiento de la instalación

En España, este tipo de instalaciones están clasificadas como radiactivas de categoría 2, y están sujetas a la normativa aplicable en materia de protección radiológica, por lo que el titular debe solicitar una autorización de funcionamiento antes de su operación, revisada por el Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). La solicitud de autorización (licenciamiento) debe constar de un número importante de documentos y estudios, entre los que destacan la memoria descriptiva, el estudio de seguridad, el reglamento de funcionamiento y el plan de emergencia interior.

El diseño, puesta en marcha y operación de estas instalaciones es pues complejo y requiere de múltiples disciplinas técnicas. IDOM cuenta con sólidas capacidades y experiencia en el diseño y apoyo al licenciamiento de este tipo de instalaciones, siendo destacable la ventaja de poder ofrecer de forma conjunta los servicios de arquitectura, ingeniería convencional e ingeniería nuclear para dar una respuesta adecuada a este tipo de proyectos. IDOM ha participado ya en 5 (Unidad de protonterapia QuirónSalud en Madrid, Centro de investigación y tratamiento de la Kutaisi Internacional University en Georgia, Centro de protonterapia para Osakidetza en San Sebastián, Unidad de protonterapia Hospital Marqués de Valdecilla en Santander y Unidad de protonterapia en el Hospital Universitario de La Paz en Madrid), 3 de ellos incluyendo servicios nucleares (QuirónSalud, Osakidetza y La Paz).

Vista aérea del Centro de Investigación y Tratamiento de la Kutaisi Internacional University en Georgia

El futuro de la radioterapia

La radioterapia está evolucionando de forma rápida, dando lugar a nuevos tratamientos avanzados con neutrones y con otras partículas cargadas pesadas, que requieren de nuevos equipos e instalaciones. Se apunta también a un posible futuro cambio en el patrón de fraccionamiento de dosis hacia la técnica flash, que requerirá de tasas de dosis muy altas en tratamientos del orden de segundos. IDOM está preparada para afrontar los nuevos retos tecnológicos de la radioterapia del futuro.

* El sistema de búsqueda implica activar secuencialmente uno o varios botones de búsqueda de área y contactos para asegurarse de que no haya personas presentes antes de una irradiación. Los botones de búsqueda están ubicados y diseñados de tal manera que la última persona en salir de la sala debe realizar una ronda de inspección, comenzando por los lugares más alejados de la salida y revisando los rincones donde alguien podría no ser fácilmente visible. La sala se considera asegurada cuando se ha completado correctamente toda la secuencia de búsqueda. El sistema de seguridad no permite la irradiación si la sala no está asegurada.