Blindagem Em Radioterapia

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2000, Ministrio da Sade permitida a reproduo parcial ou total desta obra, desde que citada a fonte. MINISTRIO DA SADE Jos Serra SECRETARIA DE ASSISTNCIA SADE Renilson Rehem de Souza INSTITUTO NACIONAL DE CNCER Jacob Kligerman TIRAGEM 100 exemplares ELABORAO Eugenio Del Vigna Filho (Santa Casa da Misericrdia - Belo Horizonte) Rossana C. Falco (Diretoria de Radioproteo e Segurana - DRS/CNEN - IFUSP) REVISO Carlos Eduardo de Almeida (Instituto Nacional de Cncer e Universidade do Estado do Rio de Janeiro) PROJETO GRFICO Wilson Domingues de Souza

Ficha Catalogrfica

B823b Brasil. Ministrio da Sade. Instituto Nacional de Cncer-INCA. Blindagem em radioterapia: tcnica e normas. Rio de Janeiro: INCA, 2000. 75 p.il Inclui bibliografia 1.Radioterapia 2.Organizao de Normalizao Profissional 3.Blindagem I.Ttulo. CDD 615.842

Ministrio da Sade Instituto Nacional de Cncer Programa de Qualidade em RadioterapiaCOMISSO EXECUTIVAAristides Maltez Filho Associao Brasileira de Instituies Filantrpicas de Combate ao Cncer - ABIFCC Carlos Eduardo de Almeida Coordenador Instituto Nacional de Cncer INCA Heloisa Carvalho Hospital das Clnicas - USP Luiz Henrique Pinto Instituto Nacional de Cncer INCA Miguel Gonalves Colgio Brasileiro de Radiologia - CBR PauloNovaes Hospital A. C. Camargo - CBR

COORDENAO OPERACIONALAntonio Augusto de Freitas Peregrino, M.Sc. Laboratrio de Cincias Radiolgicas - UERJ Andr Novaes de Almeida Instituto Nacional de Cncer INCA

COMISSO CIENTFICAAdelino Jos Pereira - Fsico Hospital A. C. Camargo Carlos Manoel Arajo - Mdico Instituto Nacional de Cncer INCA Eugenio Del Vigna Filho - Fsico Santa Casa de Belo Horizonte JFernandes da Silva - Mdico Hospital Srio Libans Jos Carlos Cruz - Fsico Hospital Albert Eistein Marcos David Mello - Mdico Santa Casa de Macei Miguel Mizziara Filho - Mdico Hospital Arnaldo Viera de Carvalho Miguel Guizzardi - Mdico Instituto Nacional de Cncer INCA Srgio Lannes Vieira - Mdico Hospital Mario Kroeff REALIZAO

APOIO

ApresentaoPreparar a documentao tcnica visando ao licenciamento de um Servio de Radioterapia nos organismos responsveis, CNEN e Secretrias de Sade Estaduais, no tem sido trivial para muitos profissionais da rea. Parte disto pode ser atribuda pouca formao especfica dos projetistas, s mudanas que ocorreram nos conceitos e normas de segurana e proteo radiolgica ao longo dos anos e falta de maior contato entre licenciadores e licenciados.

O Ministrio da Sade est implantando um Programa Nacional de Reequipamento Hospitalar que, ainda este ano, atravs do Instituto Nacional de Cncer - INCA promover a modernizao de mais de 20 servios de radioterapia na sua grande maioria afiliadas ABIFICC e que atendem prioritariamente pacientes do SUS. Alm disso o INCA, tambm coordena o Programa de Qualidade em Radioterapia, PQR, que visa a capacitar os diferentes profissionais especializados, radioterapeutas, fsicos e tcnicos, e promover a uniformizao das condutas clnicas e dosimtricas.

Num esforo conjunto do Instituto Nacional de Cncer, atravs do PQR e da Comisso Nacional de Energia Nuclear, CNEN, por meio da sua Diretoria de Radioproteo e Segurana (DRS), foi oferecido a todos os centros da radioterapia a oportunidade de discutirem o mtodo envolvido no licenciamento de construo, de forma estruturada, com bibliografia especfica e com a participao dos usurios, fabricantes e orgo licenciador.

Para preparar uma monografia e ministrar o curso sobre tcnicas e normas de projetos de servios de radioterapia, o PQR indicou o Prof. Eugenio Del Vigna Filho, membro de sua Comisso Cientfica, e a DRS designou a Prof Rossana Falco, uma das responsveis pela anlise de projetos, que aceitaram a tarefa e a cumpriram muito bem. Este documento ser o Guia que todos estvamos esperando e o Curso, com certeza foi a oportunidade para apresent-lo e enriquec-lo com valiosas discusses e sugestes.

Dr. Jacob Kligerman Diretor, INCA

CONTEDO1. 1.1. 1.2. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9. 4.10. 4.11. 5. 5.1. 5.2. 6. 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. 7. 7.1. 7.2. 8. 8.1. 8.2. 8.3. 9. 9.1. 9.2. 10. 11. Introduo ....................................................................................................... 9 Objetivo .............................................................................................................. 9 Publicaes Necessrias. .................................................................................... 10 Projeto ........................................................................................................... 13 Aspectos Legais .................................................................................................. 13 Papel do Arquiteto .............................................................................................. 14 Papel dos Engenheiros ....................................................................................... 16 Detalhamento .................................................................................................... 17 Formato e apresentao ............................................................................... 21 Estrutura Geral do RPAS ..................................................................................... 21 Composio do RPAS ......................................................................................... 21 Contedo do RPAS ............................................................................................. 21 Calculo de Blindagem Convencional ............................................................ 23 Limites Autorizados e Classificao de rea ........................................................ 23 Mtodo de Calculo Convencional ....................................................................... 24 Carga de Trabalho- W ........................................................................................ 25 Fator de Uso- U ................................................................................................. 27 Fator Ocupacional- T ......................................................................................... 28 Razo Espalhamento Primria e Coeficientes de Reflexo .................................... 28 Materiais de Blindagem ...................................................................................... 29 Espessura da Barreira ......................................................................................... 30 Incidncia Oblqua ............................................................................................. 31 Largura e Comprimento da Barreira Primria ...................................................... 31 Situao Especial - Skyshine ............................................................................... 31 Labirinto convencional ................................................................................. 33 Mtodo de Falco e Okuno ................................................................................ 34 Mtodo de McGinley .......................................................................................... 35 Blindagem de nutrons ................................................................................ 39 Transporte de Nutrons na Sala .......................................................................... 39 Blindagem das Paredes ...................................................................................... 40 Labirinto e Porta para nutrons ........................................................................... 41 Blindagem de Raios Gama de Captura ................................................................ 42 Skyshine para Nutrons ..................................................................................... 43 Blindagem de Dutos e Passagens ........................................................................ 43 Sala de Braquiterapia de Alta Taxa de Dose e sala do simulador ............... 45 Blindagem da Sala de Braquiterapia HDR ........................................................... 45 Blindagem da Sala do Simulador ........................................................................ 47 Otimizao das blindagens .......................................................................... 49 Princpio da Otimizao ..................................................................................... 49 Mtodo Iterativo do ICRP-33 ............................................................................... 49 Mtodo Direto de Otimizao ............................................................................. 50 Exemplo de calculo de blindagem ................................................................ 53 Teleterapia: Acelerador Linear Varian Clinac 2100C ........................................... 53 Braquiterapia de Alta Taxa de Dose ..................................................................... 56 Apndice - dados tcnicos ............................................................................ 59 Bibliografia ................................................................................................... 65

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1. INTRODUO1.1. ObjetivoA implementao de um Servio de Radioterapia um processo longo e multidisciplinar, que envolve alto custo e requer profissionais de diversas reas. A primeira etapa para implementao desse servio a da escolha e aquisio dos equipamentos que, para os participantes do Programa de Reequipamento Hospitalar do Ministrio da Sade, j foi concluda. A prxima etapa a elaborao do Projeto de Blindagem, parte central do Relatrio Preliminar de Anlise de Segurana (RPAS). Esse documento um dos que devem ser apresentados CORAD/CNEN para que o servio obtenha os registros e autorizaes necessrias ao seu funcionamento. Aprovado o RPAS, a CORAD/CNEN emite uma autorizao para construo (ou modificao) e o servio pode iniciar as obras fsicas para receber as mquinas. Depois da construo, da instalao dos equipamentos e dos testes de aceitao dos mesmos, deve-se apresentar o Relatrio Final de Anlise de Segurana (RFAS) - Plano de Radioproteo que, se aprovado, habilitar a operao dos equipamentos e o incio do tratamento de pacientes. Esse roteiro foi escrito para auxiliar os fsicos brasileiros das instituies da ABIFCC, que recebero equipamentos do Ministrio da Sade, na preparao do Relatrio Preliminar de Anlise de Segurana. O objetivo principal guiar os profissionais envolvidos nas diferentes etapas, mostrando como se prepara o RPAS de modo que a CORAD/CNEN possa analisa-lo com presteza. O documento deve ser sistematizado com muito cuidado para evitarse recusa, agilizando a aprovao do projeto e habilitando o servio a receber os equipamentos. A preparao dessa documentao de responsabilidade da direo da instituio. O RPAS deve ser elaborado por um profissional experiente, preferencialmente um fsico supervisor de radioproteo. Geralmente o grupo encarregado do projeto e construo composto por: Hospital Contratante, Mdico Radioterapeuta, Arquiteto, Fsico, Engenheiro Civil, Engenheiro Eletricista, Engenheiro Mecnico, Construtor e Vendedor dos Equipamentos. Para assegurar que o processo transcorra sem problemas vital que a interao entre esses profissionais seja clara e permanente. A coordenao geral deve ser do arquiteto, com a assistncia direta do fsico, que trabalharo juntos at o inicio das operaes, e que sero o elo entre o contratante e os outros, principalmente entre o fabricante dos equipamentos e o construtor. A implementao de um servio de radioterapia demorada e o cronograma deve ser realista, incluindo um perodo adequado para a aceitao dos equipamentos e incio dos tratamentos. Alm disso, extremamente importante que todas as exigncias legais sejam rigorosamente cumpridas. Dentre elas, destacam-se as autorizaes das Secretarias de Sade e da Coordenao de Instalaes Radiativas da CNEN. Nas prximas sees discutiremos em detalhes os itens que devem constar no RPAS. Um prdio para radioterapia no simplesmente uma construo de tijolos e concreto. Ele envolve tambm a integrao de servios de energia eltrica, iluminao, condicionamento de ventilao e temperatura, fornecimento de gua, drenagem, gases medicinais, acabamento e decorao, tudo conjugado com ergonomia e segurana. Embora os princpios bsicos de construo sejam os mesmos, no existe uma soluo nica do problema e cada caso individual deve ser tratado pela equipe com cuidado e ateno.

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A figura abaixo uma planta de um moderno Servio de Radioterapia associado a um Servio de Quimioterapia, mostrada aqui como exemplo.

Fig.1a- Planta (sem escala) de um Servio de Radioterapia.

1.2. Publicaes NecessriasNa elaborao do RPAS deve-se seguir as recomendaes das normas abaixo, que podem ser encontradas no en ereo da internet cnen.gov.br ou adquiridas no Servio de Informaes Nucleares da CNEN, R. General. Severiano, 90 RJ, fones (021) 546-2301 e 546-2308 ou fax (021) 546-2447: 1.CNEN NE-3.01: Diretrizes Bsicas de Radioproteo. 2. CNEN NE-3.02: Servios de Radioproteo. 3. CNEN NE-3.03: Certificao de Qualificao de Supervisores de Radioproteo.10

4. CNEN NE-3.06: Requisitos de Radioproteo e Segurana para Servios de Radioterapia. 5. CNEN NE 5.01: Transporte de Materiais Radioativos. 6. CNEN NE 6.02: Licenciamento de Instalaes Radiativas. Para os clculos das blindagens sugerimos as seguintes publicaes: 1. HMSO (1971). Handbook of Radiological Protection. Part 1: Data. 2. ICRP #26 (1977). Recommendations of the ICRP .

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3. ICRP #33 (1981). Protection Against Ionizing Radiation from External Sources... 4. ICRP #44 (1985). Protection of the Patient in Radiation Therapy. 5. ICRP #60 (1990). Recommendations of the ICRP . 6. IPSM # 46 (1986). Radiation Protection in Radiotherapy. 7. NCRP #49 (1976). Structural Shielding Design and Evaluation for Medical Use of x-rays And Rays of Energies Up To 10 MeV. 8. NCRP #51 (1979). Radiation Protection Design Guidelines for 0,1-100 MeV Particle Accelerator Facilities. 9. NCRP #79 (1984). Neutron Contamination from Medical Accelerators. 10. NCRP #102 (1989). Medical x-ray, Electron Beam and Gamma Ray Protection for energies up to 50 MeV (Equipment design, performance and use).

11. McGinley P (1998) Shielding Techniques for . Radiation Oncology Facilities. 12. Mould, R.F. (1990) Radiation Protection in Hospitals. Adam Hilger Pub. 13. Wright, A. E. (1992) Medical Physics Handbook of Radiation Therapy MPP . Alm delas deve-se ter tambm os manuais dos fabricantes que contenham as especificaes tcnicas dos equipamentos e as instrues de instalao. No final desta apostila apresentamos uma bibliografia relativamente extensa com livros texto, publicaes e trabalhos importantes e pertinentes para nosso objetivo. A figura abaixo uma vista explodida de uma sala de acelerador linear. Notar posio da mquina, blindagem de feixe primrio e radiao secundria, labirinto, porta e entrada para ar condicionado na bandeira da porta.

Fig. 1b- Vista explodida de uma sala blindada em concreto para acelerador linear.

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2. PROJETO2.1. Aspectos LegaisA portaria 1884/1994 do Ministrio da Sade estabelece que, para a implementao de um servio de radioterapia onde se possa realizar consultas mdicas de programao, preparar o paciente, realizar procedimentos de enfermagem, efetuar o planejamento de tratamento (clculos, moldes, mscaras, simulao, etc.), aplicar radiaes ionizantes teraputicas com equipamentos apropriados e zelar pela proteo e segurana dos pacientes, operadores e ambiente. Um servio deve ter, no mnimo: 1 consultrio indiferenciado com 7,5 m ;2

Sanitrios para funcionrios; Vestirio para pacientes; Sala de utilidades; Copa; Cmara escura; Sala administrativa; Depsito de equipamentos; Sanitrios para pacientes; rea para macas e cadeira. Essa mesma portaria determina, ainda, que o servio deve atender s recomendaes da norma CNEN NE-3.06, que trata especificamente da radioproteo e segurana em radioterapia. Este documento estabelece os requisitos necessrios para a instalao e operao de um servio de radioterapia, e suas proposies formam o arcabouo legal que deve ser atendido nos planos de radioproteo. Resumidamente, a norma inicialmente apresenta vrias definies, depois apresenta as condies gerais, que incluem a justificao das atividades, as responsabilidades bsicas dos diferentes profissionais, as condies de um plano de radioproteo, os requisitos gerais quanto a instalaes e equipamentos, os requisitos gerais de radioproteo, os procedimentos e dispositivos de segurana, o controle e monitorao da rea, os requisitos de blindagem, os instrumentos de medio necessrios, os requisitos de garantia de qualidade, os requisitos de projeto e operao, os registros e inspees e, finalmente, orientaes para o planejamento de instalaes e para o projeto das blindagens em radioterapia. Essa apostila segue as recomendaes acima, sendo um complemento para seu atendimento.

1 sala de preparo e observao de pacientes com 6,5 m2; 1 posto de enfermagem com 6 m2; 1 sala de servios gerais com 6 m2; 1 oficina para confeco de moldes e mscaras com 10 m2; 1 sala para simulador (que pode ser a mesma que a de braquiterapia de alta taxa de dose), com rea e blindagem compatveis com os equipamentos; 1 sala de planejamento e fsica mdica com 10 m2; 1 sala de comando para cada equipamento com 6 m2 cada; 1 sala de terapia para cada equipamento de tratamento, com rea e blindagem compatveis com a mquina; Sala de espera de pacientes e acompanhantes; rea de registro de pacientes; Depsito de material de limpeza;

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2.2. Papel do ArquitetoOs departamentos de radioterapia devem ser instalados, preferencialmente, em andar trreo, na periferia do complexo hospitalar, para evitar os problemas de radioproteo que surgem se as salas de tratamento estiverem prximas a locais de alta ocupao. Sendo possvel, deve ser um bloco independente e exclusivo e sem ocupao sobre o teto. Construes subterrneas so aceitveis, mas muito caras, e construes acima do trreo no so recomendadas. A situao em relao ao hospital deve ser tal que facilite a entrada de pacientes ambulatoriais, proporcionando maior facilidade de interao com os outros servios hospitalares, principalmente a locomoo de pacientes internados e os exames complementares. Depois de definidas a rea a ser construda, as mquinas e as necessidades do servio, o arquiteto, lder do projeto, comea a encaixar todas as peas, detalhando o projeto. Nessa etapa, necessria a participao de toda a equipe: mdicos, fsico, administrao e engenheiros, que devem assegurar que a construo estar terminada e que todos os requisitos de pr-instalao exigidos pelos fabricantes estaro executados na chegada dos equipamentos. Consultas aos fabricantes so extremamente importantes e, a maioria deles, possui departamentos de ajuda aos usurios que fornecem todas as informaes necessrias. No caso de uma nova sala ou departamento, o arquiteto deve preparar vrios desenhos em escala, incluindo locao do terreno, planta de situao, fachada e diagrama de cobertura, planta detalhada do departamento e planta e cortes detalhados das reas blindadas, incluindo vizinhanas, que atendam as normas legais de construo. A seguir mostrada uma lista de itens a serem considerados quando se projeta uma sala de tratamento :

Acesso Para a mquina Para macas e cadeira de rodas Segurana Blindagem Porta de Entrada Sinalizao de Radiao Indicao de Feixe Ligado Botes de Emergncia Microchaves de Segurana Comunicao com o Paciente Janela ou Circuito fechado de TV Intercomunicao Oral Armazenagem Dentro da Sala Aplicadores Blocos de blindagem Dispositivos de Imobilizao

Armazenagem na rea de Controle Pronturio do Paciente Registro dos Tratamentos Registro dos Defeitos e Emergncias Registro de Controle de Qualidade Registro da Performance da Mquina Equipamentos de Dosimetria Equipamentos de Testes Peas de Reposio Dispositivos de Alinhamento por Laser Controle de Iluminao Energia Eltrica Para a Mquina Para os Instrumentos de Dosimetria gua e Esgoto Gases Medicinais Decorao Acomodao dos Pacientes Sala de Espera Sala de Troca de Roupa

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No detalhamento das reas blindadas o arquiteto deve ser informado pelo fsico sobre as espessuras de blindagem necessrias para instalao de cada mquina. Deve-se levar em considerao as implicaes de direcionamento do feixe primrio para o teto e paredes e sobre o melhor posicionamento da mquina em relao ao labirinto, porta e rea de controle. Para mquinas isocntricas, o projeto deve-se desenvolver em torno da posio do isocentro. O fabricante deve fornecer o manual do equipamento, com todos os requisitos de instalao, tais como as dimenses mnimas da sala. Deve-se informar tambm se existe necessidade de um recesso no cho e de sustentadores de peso no teto, quais os mtodos de instalao e de manuteno e a natureza e tamanho da mquina e dos equipamentos auxiliares como, por exemplo, gabinete do modulador, gabinetes eletrnicos, controles, resfriadores, regulador de tenso, etc. O projeto de blindagem, incluindo as espessuras das paredes e porta e a posio do labirinto requer intensa colaborao com o fsico, que dever fornecer um desenho detalhado para ser usado como base ao projeto final. A partir desse desenho, o arquiteto arranjar as acomodaes para os equipamentos auxiliares e planejar as salas de controle, de espera, de troca de roupas, recepo. No caso de reforma o problema um pouco diferente e mais difcil, j que a sala existe e geralmente a altura e o labirinto no podem ser modificados. Isso pode exigir a fixao de materiais de blindagem mais densos, dificultando a entrada da mquina. Em alguns casos pode ser necessrio quebrar uma parede ou at o teto para permitir a entrada do equipamento. Deve-se tomar cuidado especial no caso da sala ser muito antiga ou da mquina a ser instalada ter energia maior que a substituda. Salas antigas podem ter sido planejadas obedecendo a normas de radioproteo menos restritivas que as atuais e no oferecer blindagem adequada. Nos dois casos as blindagens tero que ser aumentadas para atender s normas vigentes e muitas vezes isto impossvel em servios j construdos.

Os materiais mais comuns para radioproteo em radioterapia so o concreto de densidade normal ou o de alta densidade, placas de ao e/ou lminas de chumbo. Concreto comum o material mais barato e simples de se usar. Caso haja restrio de espao deve-se considerar o uso de materiais alternativos. Em algumas situaes, principalmente na reforma de uma sala ou em construes prximas a reas muito ocupadas, onde o espao fundamental, pode ser necessrio usar placas de ao ou uma combinao de ao e concreto, de modo a manter mnima a espessura da blindagem e mximo o tamanho da sala. Embora concreto seja o material mais indicado, sua densidade no to uniforme quanto do ao ou do chumbo e, por isso, seu uso requer cuidado. A equipe de engenharia deve se tomar especial cuidado na armao, nas juntas, na seqncia de lanamento, na vibrao e na cura do concreto para evitar o aparecimento de fissuras, buracos ou dilataes. Nas novas construes dada preferncia pelo concreto de densidade mdia 2 350 Kg/m3, mas admite-se pequena flutuao pela variao local dos componentes. Concretos de alta densidade (com barita ou hematita) e ao devem ser usados somente quando o espao for limitado. Chumbo ou ao so indicados para revestimento de portas e, algumas vezes, para recessos de parede onde se instalam lasers ou caixas de juno. Junto com a sala de tratamento o arquiteto deve planejar a sala de controle. A escolha ser entre uma sala fechada ou uma aberta. Na primeira, os tcnicos e equipamentos ficam visualmente isolados dos pacientes. Na segunda os tcnicos podem realizar suas atividades e, ao mesmo tempo, supervisionar os pacientes em espera. Nos dois casos essencial situar a mesa de controle e equipamentos de modo que se tenha total e permanente controle de acesso sala de tratamento e que os pacientes em espera ou outros indivduos no possam ver os que esto sendo tratados. Nessa etapa importante que os tcnicos participem do projeto, j que esto na melhor posio para informar como o departamento trabalha e quais so suas neces15

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sidades. A equipe de projetistas deve ainda considerar como fazer a melhor ligao entre a sala de controle e a de tratamento, providenciando as melhores condies de iluminao e refrigerao do ambiente de trabalho, levando sempre em conta a ergonomia e a eficincia.

2.3. Papel dos EngenheirosO papel dos engenheiros assegurar que a sala do equipamento possa ser construda da maneira como foi planejada. Para paredes de concreto isso inclui a armao e a concretagem e, se forem usadas placas de ao ou chumbo, a forma como elas sero fixadas nos locais apropriados. Deve-se assegurar que o mtodo de construo tal que no existiro buracos ou juntas pelas quais a radiao possa escapar, e, que as especificaes e os controles dos materiais, dosagem (composio), densidade, propriedades mecnicas, elsticas e trmicas so as necessrias e atendem ao projeto. No caso de reforma, mais simples aumentar a blindagem das paredes laterais do que do teto, onde as condies de trabalho so geralmente limitadas pelo espao. Normalmente, mais fcil construir ou suportar estruturas adicionais sobre o teto do que sob ele, mas, nesse caso, deve-se tomar especial cuidado com a carga adicional e com o isolamento hidrulico. Se a blindagem tiver que ser adicionada abaixo do teto deve-se sustenta-la por vigas de concreto ou de ao que atravessam toda a sala e se apiam nas paredes existentes, ou em colunas de ao instaladas dentro da sala. No caso de construo de colunas e vigas internas a reforma pode ser impossvel, devido diminuio do espao da sala. Juntamente com a equipe de projetistas, os engenheiros devem programar os servios de suprimentos eltricos, hidrulicos, condicionamento de ar, fornecimento de gases medicinais, etc., que interligaro a mquina na sala de tratamento aos equipamentos associados na sala de controle e/ou outros locais de origem. As rotas para esses servios devem ser cuidadosamente planejadas antes da

concretagem do piso. Deve-se certificar da quantidade e dos dimetros das tubulaes, de como elas se interligam nos diferentes equipamentos, qual a profundidade e curvatura adequadas e como elas entram na sala blindada. Prioritariamente, deve-se evitar passagem direta da radiao pela estrutura de blindagem, o que se consegue atravs da entrada dos dutos em curvas ou por acesso sob o alicerce da sala. Como medida de segurana, todas as passagens e dutos devem atravessar a blindagem fora do feixe primrio de radiao. Passagens para condicionamento de ar devem chegar pela bandeira da porta, na regio do labirinto. Cabos de dosmetros devem penetrar prximos ao controle por tubo de 10 mm de dimetro, inclinado em relao parede, em direo ao piso interno. Os cabos eltricos e a alimentao hidrulica devem penetrar na sala por canaleta profunda prxima ao controle. Os engenheiros devem estar atentos para os recessos no cho, necessrios para a instalao das bases de sustentao da mquina e da maca. Como as bases exigem um buraco no cho, deve-se saber quais as condies de sustentao e de hidrografia do solo, de modo a evitar futuras infiltraes e abatimentos. Tanto o piso quanto o recesso devem ser impermeabilizados antes do acabamento. Na parte de servios que ocorre a maioria dos problemas de instalao de um novo equipamento, principalmente quando se tratar de reforma. A carga eltrica, por exemplo, pode ser insuficiente, ou os dutos eltricos e hidrulicos podem estar mal posicionados. No raro que as plantas estejam defasadas e incompletas e tenham que ser refeitas. O acabamento e a decorao compem a parte final do projeto. Ela deve ser planejada cuidadosamente, se possvel com a assistncia de arquiteto de interiores. A primeira preocupao deve ser a da facilidade de limpeza e desinfeco. Paredes pintadas a leo, piso de granito e teto rebaixado de gesso oferecem acabamento adequado. As cores, texturas, mobilirio, etc., devem ser tais que proporcionem sensao de tranqilidade e limpeza. Quadros, plantas e at um aqurio melhoram bas-

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tante o ambiente. As salas de tratamento e de controle devem estar integradas ao acabamento e decorao de todo o departamento de modo a oferecer um ambiente agradvel de trabalho. Parte importante nesta etapa a sinalizao de circulao indicando claramente as reas de acesso restrito.

2.4. DetalhamentoO acesso s salas de tratamento deve ser largo o suficiente para tornar possvel a entrada da mquina, de macas e cadeiras de rodas. O piso deve suportar as pesadas cargas dos equipamentos e permitir que as caixas circulem sem interferncias. A instalao de uma porta na entrada das salas de tratamento mandatria. Embora uma sala com labirinto bem projetado possa no exijir blindagem na entrada, a existncia de uma barreira fsica imprescindvel para evitar a circulao de pessoas no autorizadas. A blindagem da porta necessria quando no se tiver espao suficiente para um bom labirinto ou quando a sala receber novo equipamento de energia mais alta. Nos casos de reequipamento, a aquisio de aparelhos com beam-stopper pode ser uma boa soluo. Para mquinas com energia de ftons e/ou eltrons igual ou maior que 10 MV, pode ser necessrio blindar a porta para fotoneutrons, especialmente se o labirinto for nico e muito curto. Portas motorizadas devem ter um mecanismo auxiliar que permita a sua abertura no caso de falha mecnica ou eltrica. Como so lentas, a proviso de meia abertura facilitar o trabalho dos tcnicos. imprescindvel que a porta possa ser aberta de ambos os lados e, embora no exija fechadura, deve-se instalar um dispositivo, por exemplo, magntico, que assegure o fechamento numa exposio. Portas pinoteadas bem balanceadas so mais ergonmicas e fceis de manusear. A blindagem da porta deve ser contnua e homognea e se estender alguns centmetros alm do vo de entrada para evitar a existncia de frestas. A facilidade corta fogo e o intertravamento eltrico que impea a exposio com a porta aberta tambm so mandatrios.

A sala de controle deve se situar prxima porta para que os tcnicos mantenham vigilncia permanente no acesso e para que seu trabalho seja realizado com mais eficincia e presteza. Essa sala deve ser ampla o suficiente para acomodar o pessoal, o mobilirio e os equipamentos de controle e dosimetria, deve ter vrios interruptores e tomadas eltricas para o acionamento da iluminao e instalao dos equipamentos, circuitos fechados de TV, intercomunicador, dosmetros, computadores, impressoras, etc. importante a instalao de uma chave geral para desligar tudo numa emergncia. Para evitar danos aos equipamentos, todas as tomadas devem ser aterradas e estar ao mesmo potencial e fase. Os cabos condutores de eletricidade devem estar fora da vista, mas no fora de acesso. Eles devem correr facilmente para dentro da sala de tratamento, entrando preferencialmente atravs de canaleta construda sob o alicerce. Todos os dutos devem ter dimetro compatvel com os servios que vo receber. Um item extremamente importante, e geralmente esquecido pelos fabricantes, a instalao de dutos de reserva, tanto para os cabos eltricos quanto para gua, esgoto e ar condicionado. No raro que dutos de servios, principalmente de gua e esgoto, tornem-se entupidos no decorrer dos anos e impeam seu uso. O material dos dutos de servios deve ser compatvel com sua utilizao. Cabos eltricos, p.ex., devem correr em tubos de PVC e gua, em tubos de cobre. Sinalizao de segurana mandatria. Deve-se afixar na porta o sinal internacional de presena de radiao (triflio) com dizeres CUIDADO RADIAO e telefones dos responsveis e de quem acionar em casos de emergncia. Um sinal automtico de aviso de prontido para irradiar e outro de presena de radiao deve-se fazer presente e visvel na mesa de controle, na entrada sobre a porta e dentro da sala de tratamento. Esse sinal geralmente feito com duas lmpadas, uma verde para indicar prontido e outra vermelha para indicar radiao. Normalmente o fabricante j a fornece no console de controle, mas a sinalizao da entrada e a do interior da sala blindada instalada pelo departamento. A visibilidade dos avisos de seguran17

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a deve ser total, isto , a iluminao e as cores devem ser intensas e o tamanho apropriado. Uma configurao otimizada contm um sinal escrito de rea Restrita na sinalizao verde de prontido e outro com Radiao-Entrada Proibida na vermelha, piscando intermitentemente durante a exposio. A primeira deve-se acender quando a porta for fechada e permanecer neste estado at sua abertura. A vermelha deve ser acionada enquanto houver exposio. As lmpadas devem ser incandescentes para evitar a demora das fluorescentes. Para equipamentos de telecobalterapia ou de braquiterapia de alta taxa de dose, deve-se instalar um detector ambiental de radiao independente (GM ou similar), com sinalizao de exposio na mesa de controle e na entrada da sala. O sinal do monitor deve indicar a condio de fonte exposta e ser visvel. Esse equipamento mandatrio, pois permite um controle que independe das condies de operao da mquina de tratamento. Botes de emergncia devem ser instalados nas reas de controle e de tratamento e seu posicionamento deve ser tal que facilite a identificao e impea a operao acidental. As salas de tratamento exigem a instalao de sistema de gua para resfriamento do acelerador linear, de gua e esgoto para higiene das mos e para dosimetria. necessrio um sistema de ar condicionado e, muitas vezes, de um sistema de gases medicinais para anestesia e recuperao do paciente. Geralmente, os circuitos de resfriamento so fechados e conectados a um reservatrio externo. Seus dutos condutores devem obedecer s condies do fabricante e, como precauo, instalados em duplicata. Normalmente esses sistemas correm sob o piso e aconselhvel que sejam em canaletas com cobertura desmontvel. O reservatrio externo especificado pelo fabricante deve ser instalado prximo sala blindada, construdo de modo a facilitar os servios, a drenagem e a limpeza. necessrio instalar bombas de recalque em duplicata e que possam ser acionadas a partir da rea interna do departamento. O sistema de esgoto da pia deve ser bem adaptado e ter ralo no cho para, quando necessrio, drenar a gua de resfriamento e de dosimetria e facilitar a18

limpeza da sala. A entrada de todos os tubos na sala deve ficar fora do feixe primrio e devem ser curvos, de modo a evitar o escape de radiao. Piso e recessos devem ser impermeabilizados. Deve-se tomar especial cuidado com a hidrografia do solo e a existncia de lenis freticos. Se esses forem superficiais, podem inundar a sala numa chuva intensa e causar danos irreparveis mquina. A drenagem do solo um dos primeiros itens na construo, e deve ser executada com tcnica apurada . O sistema de ar condicionado deve climatizar adequadamente o ambiente e proporcionar recirculao do ar. Pode-se usar um sistema de ar condicionado central ou um sistema tipo split. No primeiro, indica-se a entrada pela bandeira da porta, tomando-se cuidado para evitar a sada de radiao secundria. O duto de entrada deve ser blindado por lminas de chumbo ou por absorvedores de fotoneutrons, e, uma boa soluo faze-lo entrar em curva sobre a porta. Os sistemas tipo split facilitam a radioproteo, j que a canalizao feita por tubos de pequeno dimetro, que podem entrar na sala fazendo curvaturas, eliminando o escape de radiao. Nesse caso deve-se provisionar a renovao de ar, pois o sistema no possui recirculador. A melhor rota dentro da sala sobre um teto falso rebaixado, seguindo o labirinto. Em ambos os casos exige-se construo de sala externa para acomodar o maquinrio. Sistema individual de ar condicionado contra indicado porque exige grande abertura numa parede e blindagem adicional complicada. Um sistema de abastecimento de gases medicinais imprescindvel na sala de braquiterapia de alta taxa de dose e algumas vezes indicado nas de teleterapia e simulao. Aplicam-se os mesmos cuidados que para os dutos de gua e eletricidade em relao tubulao e posicionamento e deve-se provisionar cuidadosamente a segurana para gases inflamveis. Vrias tomadas e interruptores eltricos devem ser instalados nas paredes da sala, principalmente prximas ao gantry. Elas so necessrias para a iluminao, para os lasers de posicionamento, para

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servios de limpeza e manuteno, para os equipamentos de dosimetria, para as cmaras de TV, para o monitor ambiental de radiao, para ventiladores, quando o sistema de ar condicionado entra em pane, para os botes de emergncia, para os sinalizadores, etc. Se existir um recesso para o modulador ou para a mesa de controle, ele tambm deve ser iluminado para facilitar o servio. Para assegurar a radioproteo adequada, caso as caixas de passagem ou lasers sejam embutidos nas paredes blindadas, deve-se fixa-los em placas de ao fundidas no concreto com dimenses de 4 cm de espessura e margem extra de 2,5 cm em relao caixa. Essas peas de fixao e blindagem so necessrias tanto para os recessos internos quanto externos sala. A visualizao do paciente mandatria e idealmente deve ser feita com duas cmaras de TV, posicionadas defronte ao aparelho para tima monitorao. Uma delas deve focar no isocentro e a outra dar uma viso panormica do paciente e da mquina. O sistema de duas cmaras amplia o campo de monitorao e uma serve de reserva para a outra, no caso de defeito. Nenhum tratamento pode ser realizado se o paciente no for visualmente monitorado. Se o tratamento feito fora da mesa ou do isocentro, como no caso de irradiao de corpo inteiro, deve-se provisionar a melhor posio de instalao. Dispositivos de controle remoto possibilitam o ajuste automtico de foco, do zoom, do controle da ris e da direo. A instalao de um sistema de intercomunicao oral de duas vias mandatria e deve ser feito entre a sala de controle e a de tratamento, permitindo que tanto a voz do tcnico quanto do paciente sejam audveis. O mobilirio da sala de tratamento deve oferecer condies para o armazenamento de todos os dispositivos usados pelo servio. Uma sala de teleterapia, por exemplo, deve guardar blocos de blindagem, bandeijas, mscaras de fixao, filtros em cunha, aplicadores de eltrons,

posicionadores, material de blus, acessrios da unidade de tratamento, fantomas para dosimetria, eletrmetros, rguas, espessmetros, etc. Recomenda-se a instalao de piso antiesttico nas salas de tratamento e controle, j que vrios computadores, dispositivos eletrnicos e gases inflamveis sero usados. Um item extremamente importante e muitas vezes negligenciado a instalao de duto apropriado para passagem de cabos de dosimetria. Ele essencial para facilitar e agilizar os procedimentos dosimtricos e imprescindvel nas salas com longos labirintos. Esses dutos devem partir da sala de controle prximo mesa e atravessar a parede blindada, de modo a impedir a incidncia de radiao primria e minimizar a de secundria. Nenhum tubo deve entrar perpendicularmente parede. Normalmente os cabos de dosimetria correm sobre o piso, mas, se possvel, deve-se fazer com que eles fiquem embutidos, para evitar danos. Devemos nos lembrar que a dosimetria moderna exige uma variedade de cabos como, pr exemplo, para calibrao padro, para movimentao automtica de cmaras de ionizao dentro de fantomas, para dosimetria in-vivo, para conexo de computadores, etc. Dessa forma, o duto deve ser planejado adequadamente. Se algum cabo de dosimetria for permanente, deve-se provisionar sua entrada pela canaleta de servios, sua sada prxima mesa de tratamento e evitar que corram sobre o piso. O acabamento do duto de dosimetria no lado externo deve ter maior espao para ser preenchido por blindagem extra removvel quando o mesmo no estiver sendo usado. A presena de lintel interno, que muitas vezes exigida pela estrutura, uma boa forma de reduzir a radiao espalhada no labirinto, principalmente para fotoneutrons. Chicanas e bicos tambm contribuem, j que aumentam as trajetrias de reflexo. Como eles diminuem tambm o espao livre, devem ser projetados cuidadosamente de modo a no interferir no acesso sala de tratamento.

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3. FORMATO E APRESENTAO3.1. Estrutura Geral do RPASO Relatrio Preliminar de Anlise de SeguranaRPAS o documento hbil para obteno das Autorizaes de Construo e de Importao dos Equipamentos geradores de radiao ionizante junto a CNEN. Note-se que, mesmo na posse da autorizao de construo e de importao, o servio ainda no est apto a operar seus equipamentos. Para tal, depois da instalao, da monitorao radiomtrica e dos testes de aceite e comissionamento e, antes de iniciar os tratamentos, deve-se obter junto a CNEN a licena de operao, atravs de Relatrio Final de Anlise de Segurana, que no objeto do presente roteiro. Tanto nas novas instalaes quanto nas modificaes de instalaes j existentes, o processo se inicia com uma carta do Diretor responsvel pela instituio Coordenao de Instalaes Radiativas da Comisso Nacional de Energia Nuclear (CORAD/CNEN), apresentando o servio e descrevendo resumidamente o que pretende. Em geral uma pgina de texto suficiente. Junto carta segue a Solicitao de Concesso de Licenas e Autorizaes (SCRA), formulrio padro da CORAD, que auto-explicvel e de preenchimento simples e que pode ser obtido na home-page da CNEN (http://www.cnen.gov.br) . O envio do SCRA obrigatrio. Desde o incio de 1999, a CNEN foi autorizada por Lei Federal a cobrar taxas de licenciamento. A forma de pagamento ou de pedido de iseno dessas taxas pode tambm ser encontrada na pgina da CNEN na internet. Na elaborao do RPAS deve-se seguir as recomendaes do presente roteiro, apresentando-o da seguinte maneira: lumes contendo o sumrio geral, o ndice de tpicos e definio das abreviaes, siglas, smbolos e termos especiais. Estes devem ser usados de forma consistente em todo o relatrio. As informaes referentes a rejeitos e transporte, quando aplicvel, devem constar em um captulo exclusivo e independente das demais informaes. Todas as informaes devem ser apresentadas de modo claro, conciso e preciso. Sempre que possvel utilizar tabelas, grficos, esquemas, diagramas e plantas. O RPAS deve obedecer s seguintes especificaes grficas: Dimenses do Papel: Folhas de texto: 21,0 x 29,7 cm2 (A4) Esquemas e Grficos: De preferncia 21,0 x 29,7 cm2 (A4). Pode-se usar dimenses maiores, desde que a cpia completa dobrada no ultrapasse A4. Plantas: Tamanho A0 ou A1, em escala 1:50 para detalhes, 1:100 para planta baixa e 1:500 para situao, dobradas para A4, com o carimbo de identificao na frente, que deve conter o endereo do servio, a assinatura e o nmero no CREA do arquiteto ou engenheiro responsvel pela obra. recomendvel, embora no seja obrigatrio, que contenha tambm a assinatura e nmero de registro na CNEN do supervisor de radioproteo e a assinatura do diretor responsvel pela instituio.

3.3. Contedo do RPAS 3.2. Composio do RPASO RPAS deve ser apresentado em captulos, sees e outras subdivises, na ordem detalhada dos itens que se seguem: Enviar para anlise da CORAD/CNEN dois vo3.3.1.Identificar o Servio na pgina de rosto. Colocar o nome oficial, o nome de fantasia, o endereo, telefone, telefax e e-mail, o nome e a qualificao do diretor responsvel, o nome e nmero de registro no CBR do mdico radioterapeuta21

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responsvel e o nome e nmero de registro na CNEN do fsico supervisor de radioproteo (caso esse j tenha sido contratado nessa fase do processo). Anexar o contrato social. 3.3.2.Descrever o(s) Equipamento(s) emissor(es) de radiao ionizante. Colocar todas as informaes para a identificao completa da mquina: Fabricante; Modelo; Tipo; Radiao(es) emitidas; Energias; Montagem (isocntrica ou no); Taxa de dose nominal; Campo mximo de irradiao; Fuga mxima pelo cabeote e, se pertinente, transmisso pelo beam stopper certificadas pelo fabricante; Atividade mxima do radionucldeo; TVL de feixe largo em concreto comum e em quaisquer outros materiais de blindagem utilizados, para o feixe primrio, para a radiao de fuga e para a radiao espalhada em todas as energias de ftons, etc. 3.3.3.Descrever resumidamente o funcionamento do equipamento. Anexar catlogos. 3.3.4.Apresentar os Trabalhadores e sua Qualificao. Identificar o diretor, o radioterapeuta e o supervisor de radioproteo responsveis e seus substitutos em casos de impedimentos e descrever suas atribuies, responsabilidades e horrio de trabalho. Para outros funcionrios s necessria descrio das atribuies. 3.3.5.Descrever os Instrumentos de Deteco e Monitorao da Radiao que sero adquiridos: Identificar o(s) monitor(es) porttil(eis) de rea e o(s) dosmetros(s) clnico(s). 3.3.6.Descrever as Instalaes do Servio. Apresentar as instalaes, descrevendo as salas blindadas e as de apoio, classificando-as como li-

vres ou restritas. Descrever o laboratrio de preparo de fontes (braquiterapia convencional), as salas de tratamento e simulao, as salas de controle e de espera, de exames, banheiros, etc. Identificar acesso(s), porta(s), gaps, overlaps, material(ais) da(s) parede(s), tubulaes, interloques, botes de emergncia, sinalizao de advertncia, intercomunicao visual e oral, etc. 3.3.7.Plantas. O RPAS deve conter pelo menos 3 plantas (pranchas). Uma prancha contendo a Planta de Situao (localizando o servio de radioterapia e o hospital em relao vizinhana) em escala 1:200 ou 1:500. Uma prancha contendo a planta do servio de radioterapia, identificando todas as instalaes e sua vizinhana. Realar as reas blindadas. Escala 1:50 ou 1:100. Uma prancha de detalhes da rea blindada, contendo planta e cortes (elevao lateral e frontal), para cada mquina de radioterapia (uma para equipamento de teleterapia, uma para braquiterapia HDR, uma para simulador, etc.). Incluir as dimenses das blindagens, a posio dos pontos de clculos de blindagem (incluindo distncia da fonte ou do isocentro). Desenhar a mquina e dispositivos auxiliares em posio, incluindo o feixe primrio em todas as direes. Indicar a posio da porta, de armrios, de pia e do sistema hidrulico, do sistema de condicionamento de ar, da tubulao para eletricidade, hidrulica e dosimetria, das chaves de segurana (principalmente da porta e de emergncia), dos sistemas de visualizao e intercomunicao, do sistema de monitorao da radiao, das lmpadas de segurana, do controle, etc. Incluir um quadro contendo a identificao da mquina, a carga de trabalho, os limites de dose, e para cada ponto de calculo de blindagem a classificao da rea e os fatores uso, ocupacional e distncia. Escala 1:20 ou 1:50.

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4. CLCULO DE BLINDAGEM CONVENCIONALA memria do clculo de blindagens de radioproteo parte integrante do RPAS e deve constar em captulo exclusivo. Todas as premissas usadas devem ser relatadas de maneira clara, obedecendo s recomendaes das publicaes sugeridas ao final dessa apostila. Para o clculo de blindagens, quando geralmente se usa carga de trabalho semanal, pode-se usar os seguintes limites derivados: a) para trabalhadores: 1 mSv/semana; b) para indivduos do pblico: 0,02 mSv/semana

4.1. Limites Autorizados e Classificao de reasAs blindagens de fontes de radiao e as dimenses da instalao devem ser tais que estejam em conformidade com os limites autorizados pela CNEN e com o princpio da otimizao. Os projetos devem assegurar que as blindagens ofeream radioproteo adequada, calculando-se inicialmente as barreiras para os limites primrios de dose equivalente efetiva e, em seguida, os valores obtidos segundo o processo de otimizao. As reas onde so utilizadas radiaes ionizantes, bem como sua circunvizinhana, devem ser classificadas em restritas (exclusiva para trabalhadores) ou livres (indivduos do pblico). De acordo com a norma CNEN-3.01, a demonstrao de otimizao de um sistema de radioproteo dispensvel quando o projeto assegura que, em condies normais de operao, se cumprem simultaneamente as trs condies abaixo: a) a dose equivalente efetiva anual para trabalhadores no excede 1 mSv, b) a dose equivalente efetiva anual para indivduos do pblico no excede 10 Sv, c) a dose equivalente efetiva coletiva integrada num ano no excede 1 homem-Sv. No aconselha-se o uso desses limites pois as barreiras se tornaro espessas e caras . Os limites de dose equivalente efetiva anual a serem usados so: a) para trabalhadores: 50 mSv/ano; b) para indivduos do pblico: 1 mSv/ano

Salas de tratamento e de controle devem ser classificadas como reas controladas e o acesso restrito a pacientes e trabalhadores. Nenhum indivduo, exceto o paciente, pode permanecer na sala durante uma exposio. Do ponto de vista de clculo de blindagens e de uso, salas de espera, vestirios, banheiros, etc., devem ser classificadas como reas livres, pois os pacientes so considerados indivduos do pblico quando fora de sua sala de tratamento. Do mesmo modo, para fins de clculos de blindagem, uma sala de tratamento anexa que est sendo considerada deve ser classificada como livre porque o paciente dela um indivduo do pblico para a outra. claro que, como sala de tratamento, ela continua sendo de acesso controlado restrito a trabalhadores e pacientes. Muitas vezes tambm conveniente classificar a rea de controle como livre pois os procedimentos de segurana so menos restritivos e o aumento no custo no significativo. No clculo de barreiras primrias no se considera a atenuao do feixe primrio pelo paciente. A fuga pelo cabeote deve obedecer aos limites da norma CNEN 3.06, item 4.6 e, para fins de clculo de blindagem em aceleradores, podese usar o valor conservador de 0,1% (ou 1/1000). Os principais parmetros necessrios ao clculo de blindagem so os limites de dose equivalente para a rea a ser blindada (P), a Carga de Trabalho (W), os fatores Uso (U) e ocupao (T), a distncia do ponto de clculo fonte ou ao isocentro (d), o tamanho mximo de campo de irradiao (C), e, na otimizao, o tempo de vida til do equipamento (anos), o custo da blindagem e o nmero de pessoas com ocupao integral na rea a ser blindada. No clculo de uma blindagem, primeiro determina-se o fator de transmisso-B pelo material e23

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busca-se a espessura da blindagem que atende aos limites de dose em grficos B x espessura (ou usando TVLs). Para cada ponto e parede deve-se apresentar as espessuras mnimas de blindagem para feixe primrio, para fuga pelo cabeote e para espalhamento. Para a porta deve-se descrever o material de blindagem e levar em conta os mltiplos espalhamentos no paciente e nas superfcies da sala. Descrever os diversos espalhamentos e determinar corretamente seu nmero, distncia de cada um e percentual de atenuao para incidncia angular. Para o teto, utilizar o mesmo procedimento empregado nas paredes. Geralmente o pavimento superior rea livre e a taxa de ocupao depender dos fins a que se destina. Aqui, deve-se calcular tambm a blindagem necessria para atenuar o feixe em regies no diretamente sobre a sala do equipamento. Se no houver ocupao no pavimento superior, pode-se usar o clculo do espalhamento de radiao no ar skyshine. Neste caso deve-se assegurar que nenhuma regio diretamente acima estar ocupada. Geralmente as salas blindadas so localizadas no andar trreo, sendo desnecessrio calcular blindagem do piso. Caso haja pavimento abaixo da sala de tratamento, os clculos so semelhantes aos de blindagem de parede e teto. Aqui deve-se tambm calcular a blindagem necessria para atenuar o feixe em regies no diretamente sob a sala do equipamento. Na otimizao, apresentar os clculos que levaram determinao das barreiras necessrias para atingir os nveis de dose otimizados dos diferentes pontos. No captulo 8 apresentamos dois mtodos de otimizao. Para cada ponto, a maior das espessuras que atendem otimizao e limitao da dose individual ser a definitiva do projeto.

braquiterapia so baseados em informaes das publicaes NCRP-49 e ICRP-33. Para energias maiores usamos os dados do NCRP-51 e do NCRP79. Dois tipos de barreiras so consideradas: primrias e secundrias. A barreira primria aquela irradiada pelo feixe til e a secundria recebe somente radiao transmitida pela blindagem da mquina (fuga) e/ou espalhada pelo paciente e pelas superfcies da sala de tratamento. A radiao primria limitada em direo pela colocao da mquina na sala e pelo campo mximo de radiao, que ditaro quais pores das paredes, teto e piso sero blindagens primrias. Radiao secundria emitida em todas as direes e cobre todas as superfcies da sala de tratamento, inclusive o labirinto, se houver, e a porta. A transmisso pela barreira primria necessria para reduzir a intensidade do feixe ao limite autorizado em reas externas (Bx) dada por: P(dprim)2 WUT

Bx =

(1)

onde P o limite autorizado derivado semanal para regies externas; dprim a distncia em metros entre o alvo ou fonte at o ponto protegido; W a carga de trabalho em Sv/sem; U o fator de uso e T o fator ocupacional. Depois de (Bx), determinamos a espessura necessria para atender o limite autorizado a partir de curvas de atenuao ou de clculos usando o nmero de TVLs, baseados na energia do feixe e no tipo do material empregado na blindagem.

A transmisso pela barreira necessria para reduzir a intensidade da radiao espalhadae ao limite autorizado em reas externas (Bp) dada por: P aWT 400 F

Bp =

(dsec)2 (desp)2

(2)

4.2. Mtodo de Calculo ConvencionalOs clculos de blindagens convencionais para aceleradores operando at 10 MV e para24

onde dsec a distncia em metros da superfcie espalhadora at o ponto a ser protegido; desp a distncia em metros do alvo at a superfcie espalhadora (geralmente, no caso do paciente ser

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o meio espalhador, desp = 1 m); (a) a razo entre a intensidade da radiao espalhada 1 m do objeto espalhador e a da radiao primria a 1 m do alvo; F o tamanho do campo no paciente em cm2. A transmisso pela barreira por radiao espalhada aps o feixe primrio incidir numa superfcie de rea A dada por: Bs = P(de )2(ds)2 (3)

AWUT

onde de a distncia em metros entre o alvo e a superfcie espalhadora; ds a distncia em metros entre a superfcie espalhadora e o ponto protegido; o coeficiente de reflexo para o material da superfcie espalhadora, ngulo de espalhamento e energia do feixe (ver NCRP-51); A a rea irradiada da superfcie espalhadora em m2. A transmisso pela barreira proveniente da fuga pelo cabeote (Bf) dada por: Bf = 1000P(dsec )2 WT (4)

onde o fator 1000 aparece porque a blindagem do cabeote dos aceleradores, em geral, atenua a intensidade da radiao, no mnimo, por esse fator. Entretanto, se o fabricante especificar o nvel de fuga, o valor mximo fornecido deve ser usado. A distncia dsec em metros a ser usada aquela entre o isocentro e o ponto a ser protegido, j que a posio mdia da fonte de raios-x (alvo) est no isocentro. Para aceleradores com guia de onda horizontal na barreira atrs da mquina, dsec ser a distncia entre o canho de eltrons e o ponto a ser protegido, pois ela deve blindar radiao de fuga proveniente das proximidades do canho. Para barreiras secundrias o fator de uso sempre igual a um (U=1) e tanto a fuga pelo cabeote quanto a radiao espalhada devem ser consideradas.

terminado intervalo de tempo a uma dada distncia. Para aceleradores lineares ou para fontes gama geralmente se calcula a carga de trabalho em termos de kerma do feixe til de radiao por semana, a uma distncia de 1 m da fonte. Embora vrias publicaes tragam valores padro de W, este parmetro depende dos mtodos de trabalho de cada servio e deve ser determinado individualmente para cada local e mquina. Caso o Servio de Radioterapia seja novo, pode-se empregar valores de outros, que empregam tcnicas de tratamento similares ou, em ltimo caso, usar dados da literatura. A carga de trabalho pode ser dividida em Carga de Trabalho Clnica-Wc, a que usada nos tratamentos e em Carga de Trabalho Fsica-Wfis, gerada a partir de irradiaes de dosimetria e de manuteno. importante notar que um Servio de Radioterapia, quando inicia sua operao, nem sempre trabalha com um nmero grande de pacientes. No entanto, as blindagens devem ser projetadas prevendo-se um aumento gradativo no nmero de atendimentos, at atingir a capacidade total da mquina. A seguir, apresentamos dois exemplos de determinao de carga de trabalho em radioterapia, com acelerador linear e com braquiterapia de alta taxa de dose: Exemplo 1: Determinao da Carga de Trabalho Semanal no isocentro para acelerador linear de dupla energia de ftons (6 e 10 MV) e vrias energias de eltrons (514 MeV). a) Carga de Trabalho Clinica Wc

numero de pacientes por dia = 60 dias de tratamentos por semana = 5 dose mdia no isocentro por volume alvo por dia = 2 Gy nmero mdio de volumes alvo por paciente = 1,5 utilizao do feixe de eltrons: 10% do total = 0,10 utilizao do feixe de ftons 6 MV: 40% do total = 0,40 utilizao do feixe de ftons 10 MV: 50% do25

4.3. Carga de Trabalho- WCarga de Trabalho a quantidade de radiao produzida por uma mquina de tratamento num de-

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total = 0,50 Estes valores pressupem que a mquina trabalhe 10 horas por dia, atendendo 6 pacientes por hora. Note-se que o tempo de 10 minutos por paciente refere-se ao tempo total do mesmo na sala e inclui tanto o tempo mdio de irradiao (1-2 min) quanto o de set-up (8-9 min). Usando os valores acima temos: Wc (eltrons) = 60 x 2 x 1,5 x 5 x 0,1 = 90 Gy/sem a 1m Wc (6 MV) = 60 x 2 x 1,5 x 5 x 0,4 = 360 Gy/sem a 1 m Wc (10 MV) = 60 x 2 x 1,5 x 5 x 0,5 = 450 Gy/sem a 1 m O valor Wc (10 MV) = 450 Gy/sem a 1 m poderia ser usado para os clculos das barreiras, j que se a sala estiver blindada para 10 MV tambm estar para os outros feixes. Entretanto, tendo em vista que o fator utilizao pode variar, que o custo no ser muito maior, e, principalmente em funo do princpio ALARA, aconselhamos que a carga de trabalho clnica usada seja calculada como se todos os tratamentos fossem feitos mxima energia de ftons (10 MV), ou seja: Wc = 60 x 2 x 1,5 x 5 = 900 Gy/sem a 1 m b) Carga de Trabalho Fsica Wfis

Este valor deve ser usado nos clculos das blindagens para acelerador linear. Embora tenha sido obtido para a mquina do exemplo, pode ser usado para outras energias e configuraes por ser bastante realista . Nota: Se o acelerador linear for usado para irradiao de corpo todo, uma das paredes laterais dever ter maior espessura que a outra, porque, neste caso, o paciente ser posicionado prximo a ela para assegurar campo adequado de irradiao. Para se liberar uma dose adequada no paciente a dose no isocentro ter que ser grande e deve-se adequar tanto a carga de trabalho quanto o fator de uso. Por exemplo, se uma dose de 14 Gy for aplicada a 10 cm de profundidade num paciente posicionado a 3,67 m do alvo, aproximadamente 230 Gy de 10 MV tero que ser liberados no isocentro, num tratamento que ser feito em menos de 1 semana, aumentando a carga de trabalho semanal e instantnea (por minuto ou hora), o que exige maior blindagem que no caso convencional. Exemplo 2: Determinao da Carga de Trabalho Semanal para equipamento de braquiterapia de alta taxa de dose (HDR) com fonte de 192Ir. Para braquiterapia, a frao de tempo empregada na dosimetria fsica e na manuteno pequena, de tal forma que pode-se considerar apenas a carga de trabalho clnica . Em servios brasileiros no raro se tratar at 6 pacientes por dia e, portanto, 30 pacientes por semana. Supondo-se que, em mdia, cada paciente receba 3 canais (tpica para tratamentos de tumores uterinos) e que, conservativamente, cada canal dure 2 minutos, teremos: d) Carga de Trabalho Semanal W

A carga de trabalho fsica deve incluir todas as irradiaes alm das usadas no tratamento. Dentre elas teremos as de dosimetria e controle de qualidade e as de manuteno da mquina. Embora a carga de trabalho fsica possa variar de um servio para outro e mesmo de um dia para outro, uma estimativa bastante realista e conservadora : Wfis = 100 Gy/sem a 1m c) Carga de Trabalho Total W

nmero de pacientes por dia = 6 nmero de pacientes por semana = 30 nmero de canais por paciente = 3 nmero de canais por semana = 90 tempo por canal = 2 min

A carga de trabalho total ser a soma das duas anteriores, W = Wc + Wfis. Assim sendo: W = 1 000 Gy/sem a 1m ou W = 103 Gy/sem a 1m26

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tempo de exposio por semana; t = 90 x 2 = 180 min = 3 horas taxa de kerma no ar (air kerma rate ou AKR) para 370 GBq (10 Ci) de 192Ir: AKR = 4,2 x 10-2 Gy/h a 1m Carga de Trabalho Semanal W W = AKR x t = 4,2 x 10-2 Gy/h a 1m x 3 h/sem; W = 0,126 Gy/sem a 1 m O valor acima bastante adequado para HDR. Entretanto, levando-se em conta a dosimetria e manuteno, podemos aproxim-lo para W = 0,15 Gy/sem a 1m. Devido ao decaimento da fonte, o tempo de exposio da aumenta a medida que a atividade decai mas o tempo mdio x AKR real se mantm constante. Observa-se tambm que no clculo da carga de trabalho no foi considerada a atenuao oferecida pelo paciente. As cargas de trabalho calculadas acima esto expressas em termos de taxa de dose ou de kerma no

ar. Para coerncia metrolgica elas precisam ser ajustadas para taxa de dose equivalente, expressas em Sv/sem. Sabendo-se que o fator qualidade da radiao X ou gama at a energia de 10 MV Q=1, e assumindo-se que N = 1, teremos, 1 Sv = 1 Gy e W em termos de Sv/sem a 1m.

4.4. Fator de Uso- UO fator de uso uma grandeza adimensional que leva em conta a frao de tempo em que o feixe til de radiao (feixe primrio) se posiciona para uma direo em particular. Esse fator depende essencialmente das tcnicas usadas no servio. O fator de uso uma grandeza que deve ser considerada apenas para clculo de blindagem em teleterapia. Em braquiterapia no existe uma direo preferencial para o feixe primrio e portanto, o fator de uso sempre igual a 1. A prtica da teleterapia na Santa Casa-BH e no Instituto de Radioterapia do Hospital Belo Horizonte, MG, mostra que 50% dos campos de irradiao so dirigidos para o cho, 20% o so perpendicularmente para o teto, 20% so dirigidos para os lados (10% para cada) e 10% so angulados (5% entre o piso e a parede lateral e 5% entre a parede lateral e o teto). Na tabela abaixo mostramos os fatores uso nestas condies e tambm dados do NCRP-49, do INCA/RJ e de Johns & Cunningham (4a Ed).

Fator Uso U para Feixe Primrio Direo Piso Teto Lateral Angulado NCRP- 49 1 1/4 1/4 INCA/RJ 3/7 2/7 1/7 -

Johns & Cunningham 1/2 1/10 1/10 -

Santa Casa IRGMVMG 1/2 1/5 1/10 1/20

Na ausncia de valores reais, pode-se usar: Para o piso (0o 20o): U = 3/7 Para o teto (180o 20o): U = 2/7 Para a parede direita (180o 20o): U = 1/7 Parede esquerda (270o 20o): U = 1/7

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4.5. Fator Ocupacional- TO fator ocupacional uma grandeza adimensional que leva em conta a frao de tempo em que reas vizinhas sala de irradiao esto ocupadas. O NCRP-49 sugere os seguintes valores de T para os casos onde eles no possam ser individualizados: T = 1 (ocupao total): reas de trabalho como controle, consultrios, escritrios, laboratrios, oficinas, enfermarias, posto de enfermagem, edifcios vizinhos ocupados como residncias, escolas, etc. T = 1/4 (ocupao parcial): salas de espera, salas de repouso ou recuperao, copas, etc. T = 1/16 (ocupao eventual): corredores, banheiros, escadas, depsitos de material, reas de ventilao ou iluminao, reas externas usadas para trfego de pessoas ou veculos (passeios e ruas), etc. Valores de T e U menores que 1/10 devem ser usados com muito critrio porque a taxa de dose instantnea nos locais considerados pode-se tornar muito grande.

No caso do espalhamento ocorrer em outros materiais, como concreto e ao, por exemplo, os dados da literatura so bastante escassos. Existe um grupo de trabalho escrevendo uma nova NCRP para clculos de blindagem em radioterapia, que dever substituir a de nmero 49. Espera-se que nessa nova publicao sejam fornecidos coeficientes de espalhamento para novos materiais, energias e ngulos de reflexo. Entretanto, at hoje, os valores de coeficientes de reflexo para concreto e ao a serem usados, principalmente no clculo de blindagem de portas para raios-x so os encontrados na figura E.15 do NCRP-51, que est reproduzida no apndice desta apostila. Para mquinas operando com energias acima de 10 MV, a radiao espalhada tem energia bem menor do que a primria e do que a de fuga pelo cabeote e pode ser ignorada no clculo de blindagem das paredes, j que ser sempre superada pelas outras duas. Entretanto, no clculo de blindagem de porta com labirinto, deve-se levar em conta os mltiplos espalhamentos e respectivos coeficientes. Caso no se tenha curvas de transmisso aplicveis aos feixes espalhados, pode-se supor que sua energia aps uma reflexo de 90o 0,5 MV e usar a curva de transmisso correspondente a essa energia para obter a espessura de blindagem da porta.

4.6. Razo Espalhamento-Primria (a) e Coeficientes de Reflexo () A razo (a) entre a intensidade da radiao espalhada a 1m do meio espalhador e a intensidade da radiao primria no isocentro depende da energia do feixe e do ngulo de espalhamento. Valores de (a) para 60Co, 6 MV e 10 MV, adaptados do NCRP-49, so mostrados abaixo:

Razo espalhamento-primria (a) a 1 m de um fantoma de gua para um campo de 400 cm2 e DFI = 1 m. Radiao incidente medida no ar, no centro do campo a 1 m da fonte.

Fonte60

ngulo de espalhamento a partir do raio central (graus) 30o 0,0060 0,007 0,0030 45o 0,0036 0,0018 0,0010 60o 0,0023 0,0011 0,0005 90o 0,0009 0,0006 0,0003 135o 0,0006 0,0004 0,0002

Co

6 MV 10 MV

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4.7. Materiais de BlindagemDiversos materiais podem ser utilizados em blindagem contanto que seja empregada a espessura suficiente para atenuar a intensidade da radiao aos limites autorizados. As caractersticas principais dos materiais a serem consideradas so: rea (espao fsico) para a instalao; espessura e peso da barreira; uso mltiplo (blindagem e estrutura); blindagem de vrios tipos de radiao; uniformidade e homogeneidade; estabilidade; custo da construo; acabamento, limpeza e conservao

sidade do concreto usado acarreta um ajuste na espessura calculada que, se no for muito grande, pode ser feito baseado na razo entre as densidades. Concreto de alta densidade pode ser usado quando o espao limitado. Entretanto, seu custo relativamente alto e a falta de curvas de atenuao apropriadas contra-indicam sua utilizao de rotina. O uso da relao de densidades na correo da espessura superestima a espessura necessria. Caso seja indicado o uso do concreto de alta densidade, deve-se medir ou obter as curvas de atenuao para a energia empregada e us-las na determinao das espessuras de blindagem. Ao de baixo teor de carbono apresenta caractersticas favorveis de blindagem e, devido resistncia, pode tambm ser usado como componente estrutural. Placas de ao podem ser usadas complementarmente ao concreto quando o espao est

A tabela abaixo resume algumas propriedades fsicas dos materiais mais utilizados em blindagem .

Material Concreto comum Concreto denso Ao de baixo C Chumbo Terra (seca-compacta)

Densidade (g cm-3) 2,3 - 2,4 3,0 4,8 7,87 11,35 1,5

No atmico 11 26 26 82 -

Custo relativo 1,0 5,8 3,0 22 baixo

O concreto comum tem a vantagem do baixo custo e da facilidade de construo. Embora as blindagens em concreto sejam bastante espessas, devido ao nmero atmico e densidade relativamente baixos, ele o material de escolha quando espao no problema. A concretagem exige armao de ferragem para aumentar a resistncia, e frmas para conteno da massa fluida. Sempre que possvel ela deve ser feita de forma contnua e vibratria para evitar fendas e espaos vazios. A dosagem do concreto fresco deve ser cuidadosa e corpos de prova devem assegurar a necessria densidade, resistncia compresso e trao e propriedades elsticas. O controle de temperatura essencial para evitar perda rpida de gua. Como as espessuras so baseadas em concreto comum de 2,35 g cm-3, qualquer variao na den-

prmio e tambm como marco e blindagem de portas e ainda como preenchimento de recessos nas paredes. Chumbo s aconselhado como blindagem nas portas. Embora esse material seja denso, lenis ou lminas de chumbo so difceis de manusear, possuem baixa resistncia e so muito caros. Terra compactada um material de baixo custo e pode ser usada tanto em encostas, diminuindo a espessura de concreto (desde que se assegure que jamais ela ser removida), quanto para preencher regies entre dois arrimos. A atenuao oferecida pela terra depende da densidade e composio, que pode ser bastante varivel de um local para outro.

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4.8. Espessura da BarreiraConhecendo-se os fatores de transmisso pela barreira (vide frmulas (1), (2), (3), (4) ), determina-se a espessura da blindagem que atende os limites autorizados de dose, a partir de curvas de transmisso de feixes largos das publicaes NCRP49 e 51 ou ICRP-33. Sempre que possvel, a espessura da blindagem deve ser determinada a partir da leitura direta do grfico apropriado. Para radiao de fuga, se no houver uma curva experimental, recomenda-se usar a de transmisso da radiao primria. Outro mtodo para determinao de espessura de barreira baseado na primeira TVL (T1) e nas TVLs subseqentes (Te), e dado no NCRP-51, podendo ser usado quando no houver curvas de transmisso apropriadas. Uma alternativa mais conservadora e simples usar somente a primeira TVL. A tabela abaixo mostra alguns valores de TVLs, adaptados do NCRP-51.

O nmero n de TVLs da barreira pode ser obtido a partir da equao abaixo, usando-se o valor da transmisso (Bx ou Bp) j calculado: n = log10 (1/Bx) ou n = log10 (1/Bp) e a espessura (S) da barreira ser dada por: S = T1 + (n-1) Te (6) (5)

A Varian Associates (EUA), fabricante de aceleradores lineares para radioterapia, fornece dados de TVL de feixe primrio e de fuga a 90o para suas mquinas, que so baseados em trabalhos publicados por Nelson e LaRiviere (1984). Para a determinao da espessura da barreira usado um nico valor de TVL, que tirado da mdia entre a primeira e a terceira TVL. So fornecidos valores para concreto, ao, chumbo e terra, tabulados em funo da energia definida a partir do BJR-11 de 1972.

Espessura dcimo-redutora (TVL) para diferentes energias e materiais de blindagem - NCRP Energia Nominal 6 MV 10 MV 15 MV Material Concreto Comum Ao Concreto Comum Ao Concreto Comum Ao TVL1 (m) 0,35 0,099 0,41 0,104 0,46 0,108 TVLe (m) 0,35 0,099 0,39 0,104 0,43 0,108

Espessura dcimo-redutora (TVL) para radiao primria e para radiao de fuga a 90o- VARIAN Energia Nominal Material TVL primria (m) TVL fuga a 90o (m) 6 MV Concreto Comum Terra Ao Concreto Comum Terra Ao Concreto Comum Terra Ao 0,343 0,572 0,098 0,389 0,648 0,105 0,432 0,720 0,108 0,279 0,080 0,305 0,085 0,330 0,087

10 MV 15 MV

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O trabalho de Nelson e LaRivieri de 1984 tambm apresenta informaes de TVLs de fuga pelo cabeote em direes entre 35o e 145o relativas ao raio central.

Primeira e Terceira TVL em concreto para radiao de fuga pelo cabeote - Nelson e LaRivieri Energia Nominal 6 MV 10 MV 25 MV ngulo TVL1 (m) TVL3 (m) TVL1 (m) TVL3 (m) TVL1 (m) TVL3 (m) 35o a 55o 0,353 0,293 0,366 0,328 0,377 0,367 0,341 0,284 0,349 0,311 0,359 0,347 80o a 100o o o 125 a 145 0,333 0,269 0,347 0,299 0,355 0,3254.9. Incidncia OblquaO NCRP-49 apresenta uma formula emprica para o clculo de blindagem para feixes de 60Co e 137Cs, quando a radiao incide obliquamente na barreira e alguns autores tambm propem sua aplicao em altas energias. Entretanto, esse procedimento desaconselhado porque clculos de Monte Carlo recentes indicam que essa aproximao no vlida para todas as energias, ngulos de incidncia e materiais, podendo induzir a erros importantes e levar ao estabelecimento de barreiras insuficientes. 2100C, o ngulo mximo de abertura do feixe de 28o (14o de cada lado do isocentro) e a diagonal mxima 49,5 cm, no isocentro a 100 cm. Para essas mquinas a largura horizontal da blindagem dever ser: L = 0,495 X + 0,6 (m) (8)

4.10.Largura e Comprimento da Barreira PrimriaA largura da barreira primria deve ter o tamanho do campo mximo do feixe primrio, no lado externo, mais 0,3 m para cada lado (para prevenir o escape de radiao pela blindagem secundria contgua). Para a maioria dos aceleradores modernos, o maior tamanho de campo a 1 metro do alvo de 40 x 40 cm2. Entretanto, pela rotao de 45o do cabeote a partir da posio normal, a maior largura do feixe a diagonal do quadrado de lado 40 cm, ou seja, 56,6 cm. Se um feixe projetado numa barreira a X metros de distncia, a largura mxima do campo ser Lmax = 0,566 X, onde X a distncia do alvo superfcie externa. A largura horizontal da barreira ser ento dada por: L = 0,566 X + 0,6 (m) (7)

Para uma sala construda totalmente em concreto, a prtica fazer-se toda a blindagem primria com a largura L e comprimento ou altura se estendendo por toda a barreira. Caso a blindagem seja uma combinao de concreto e ao, a poro metlica pode ser afunilada para reduzir o custo e o peso.

4.11.Skyshine ou Radiao Espalhada no ArAlgumas salas de radioterapia podem ser projetadas com menos blindagem no teto, caso no exista ocupao no piso superior. Nesse caso, deve-se levar em considerao a radiao espalhada pela atmosfera, que pode atingir regies ocupadas no trreo fora da sala, ou quaisquer outras construes adjacentes, e at interferir com equipamentos de medicina nuclear instalados nas dependncias do hospital. Essa componente, conhecida como skyshine mostrada abaixo:

No caso particular do acelerador linear Varian

Fig.2- Diagrama para determinao da radiao de skyshine de ftons de um acelerador. 31

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A dose devida ao skyshine pode calculada usando a seguinte relao emprica: D(di ds)2 Dio()1.3

Supondo que: Bx,sky = 1,0 (no existe blindagem no teto);

Bx,sky = 4,02 x 10-6 onde,

(9)

ds = 10,6 m (distncia horizontal do isocentro at um ponto ocupado fora da sala); di = 5,97 m (distncia vertical = p direito distancia piso/alvo + 2m); Di0 = 6,67 cGy/s (baseado numa mquina que libera 400 cGy/min no isocentro); W = 0,122 esteroradianos (baseado num campo 40 x 40 cm2 a 1m; W = 2p (1-cos q), onde q 11,3o para o campo 40 x 40 cm2 assumido como mximo); Substituindo-se,temos: D = 0,249 x 106 x (1 x 6,67 x 0,1221,3/(5,97 x 10,6)2 ou D = 26,9 nSv/s Assumindo-se que o limite de dose ao nvel do solo de 2 x 10-5 Sv/sem (rea livre), que a carga de trabalho semanal 103 Sv/sem e que o fator uso para cima 1/5, a carga de trabalho em direo ao teto ser Wt = 200 Sv/sem e o tempo de irradiao semanal em (s): t = (200 Gy sem-1)/(6,67 x 10-2 Gy s-1) ou t = 3 000 s/sem E, portanto, a dose equivalente semanal ao nvel do solo ser Ds = 26,9 x 3000 nSv/sem ou Ds = 80 mSv/sem ou Ds = 8 x 10-5 Sv/sem. Como temos que reduzi-la para o limite de rea livre e a razo entre elas 4, devemos construir um teto com espessura de 2 HVL.

D a taxa de dose equivalente de ftons ao nvel do solo (local ocupado) em nSv/s; ds a distncia horizontal (m) do isocentro at o ponto onde a taxa de dose D; di a distncia vertical em metros do alvo at um ponto situado a 2 m acima do teto; Dio a taxa de dose a 1 metro do alvo em cGy/s; W ngulo slido do feixe primrio em esteroradianos; Bx,sky o fator de transmisso pelo teto (se houver);

Resolvendo esta equao para a taxa de dose equivalente ao nvel do solo, D, teremos: D= 0,249 x 106 Bx,skyDi0 (dids)21.3

( 10 )

O exemplo abaixo ajuda a esclarecer o conceito de blindagem de skyshine:

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5. LABIRINTO CONVENCIONALA construo de um labirinto recomendada para diminuir a intensidade de radiao que chega na entrada da sala de tratamento, tornando desnecessria a instalao de uma porta muito pesada. Nesse captulo discutiremos projeto de labirinto para salas de aparelhos de mdia energia (4< E 10 MV temos que considerar tambm a presena de fotoneutrons e de raios gama de captura, o que ser discutido a seguir.

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6. BLINDAGEM DE NUTRONSAceleradores lineares que operam com 10 MV ou mais, produzem feixes teraputicos que so contaminados por nutrons. Assim sendo, os planos de blindagem para salas de mquinas de alta energia devem considerar a componente neutrnica do campo de radiao. Um ncleo atmico pode absorver energia de um eltron ou de um fton e, se a energia incidente for suficiente, pode emitir um nutron. Para ncleos mais pesados que o carbono, a energia mnima para produo de nutrons est entre 6 e 16 MeV. Medidas em aceleradores lineares de uso mdico mostram que para energia nominal inferior a 10 MV no necessria blindagem especfica para nutrons. As fontes potenciais de nutrons so os materiais do cabeote, onde incidem os feixes primrios de eltrons e ftons, as paredes do guia de onda, o alvo, o filtro aplainador, os colimadores, a cmara de ionizao de transmisso, etc. Nutrons gerados por ftons so conhecidos como fotoneutrons e a principal reao a do tipo (,n). Reaes tipo (,2n), (,pn) e (e-,n) podem ocorrer com probabilidade menor em vrias ordens de magnitude e podem ser ignoradas. A produo de fotoneutrons quase isotrpica e essas partculas atravessam a blindagem do cabeote em todas as direes. O espectro de energia dos fotoneutrons similar ao espectro de fisso, com um pico prximo a 2 MeV. Pode-se identificar dois grupos de neutrons: Um majoritrio que apresenta distribuio Maxweliana de energia, composto por nutrons de evaporao, e outro gerado por interao direta entre o fton e o nutron do ncleo atmico do alvo, que representam cerca de 15% do total. Poucos nutrons so atenuados ou perdidos na penetrao atravs de chumbo e somente cerca de 15% o so em cabeotes de tungstnio. Deve-se salientar que o espectro de energia dos fotonutrons dentro da sala do acelerador ser degradado devido s interaes nas estruturas da mquina e ao espalhamento nas superfcies de concreto. A energia mdia dos neutrons espalhados nas paredes de 0,4 MeV. Alm dos dois grupos mencionados acima, existir tambm um de nutrons trmicos e ainda nutrons e raios gama bastante energticos gerados ps captura.

6.1. Transporte de Nutrons na SalaOs efeitos de uma sala de concreto no espectro de nutrons tm sido investigado por diversos pesquisadores, com destaque para McCall e colaboradores. Em 1979 esses autores mostraram que o campo de nutrons pode ser considerado como uma combinao dos advindos diretamente da fonte (dir), que segue a lei do inverso do quadrado da distncia, de nutrons espalhados (esp) e de nutrons trmicos (ter). A fluncia total de nutrons (n/cm2) por unidade de dose de raios-x no isocentro ser: = dir + esp + ter A componente direta pode ser escrita como dir = aQ/4d2, onde (a) o fator transmisso para nutrons que atravessam a blindagem do cabeote (a = 1,0 para Pb e a = 0,85 para W), (d) a distncia (cm) do alvo at o ponto onde a fluncia avaliada e (Q) a intensidade no cabeote, dada em nutrons por unidade de dose de raios-x no isocentro (n/Gy). A componente espalhada dada por esp = 5,4 aQ/S, onde (S) rea da superfcie da sala (cm2). A componente trmica dada por ter = 1,26 Q/ S. A fluncia total de nutons no isocentro ser: total = aQ/4d2 + 5,4 aQ/S + 1,26 Q/S (20)

Essa equao tem sido usada para a determinao da dose absorvida de nutrons no plano do paciente. Um acelerador de 15 MV, com blindagem de Pb no cabeote, gera tipicamente nutrons com energia mdia 0,4 MeV e libera cerca de 0,007 Sv (de nutrons) por Gy de ftons no plano do paciente a 2 m do isocentro.39

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Na literatura pode-se encontrar valores de (Q) para a maioria dos aceleradores modernos e alguns deles so dados abaixo:Intensidade de nutrons (Q) em aceleradores mdicos Fabricante Modelo MV (do fabricante) Varian 2 100 C/D 10 Varian 2 100 C/D 15 Varian 2 100 C/D 18 Siemens KD 20 Philips (Elekta) SL-20 17 GE Saturne 41 12 GE Saturne 41 15

Q (neutrons/Gy) 0,04 x 1012 0,7 x 1012 1,5 x 1012 1,0 x 1012 0,7 x 1012 0,24 x 1012 0,47 x 1012

Muitas vezes o fabricante especifica a produo de nutrons em termos de percentagem da dose absorvida no plano do isocentro (por exemplo, dose absorvida de nutrons igual a 0,004% da dose do feixe de ftons para 10 MV ou 0,01% para 15-18 MV). Entretanto, no clculo de blindagens devemos considerar a dose equivalente de nutrons, pois eles so biologicamente mais deletrios que ftons. Neste caso, o fator qualidade a ser usado 10. A Varian Associates fornece para suas mquinas o percentual em termos de dose equivalente e por isso no se precisa usar o fator qualidade.

6.1. Blindagem das ParedesNo projeto de blindagem para nutrons deve-se considerar os nutrons rpidos, os neutrons trmicos e tambm os raios gama de captura. Em 1979, McCall e colaboradores mostraram que a TVL para neutrons em funo da energia mdia do espectro dessas partculas (em MeV) pode ser dada por: TVL = 15,5 + 5,6Edir (cm) para concreto TVL = 6,2 + 3,4Edir (cm) para polestileno

Dose Equivalente de Nutrons (% da dose de raios-x primrio e mSv n/Gy x, no isocentro) - VARIAN Energia Nominal 6 MV 10 MV 15 MV 18 MV 20 MV Dose Equivalente (%) n/a 0,004 % 0,07 % 0,15 % 0,18 % Dose Equivalente (mSv n/Gy x) n/a 0,04 0,7 1,5 1,8

O campo de nutrons devido interao com eltrons da ordem de 0,5 a 1,0 % daquele devido a ftons de mesma energia e, portanto, se a blindagem for adequada para o feixe de raios-x, tambm o ser para o de eltrons. Entretanto, temos uma situao especial no caso de mquinas que usam baixa energia de ftons, p. ex. 6 MV, mas que tambm permitem o emprego teraputico do feixe de eltrons com mais de 10 MeV. Nesse caso deve-se levar em conta tanto a contribuio dos nutrons gerados pelos eltrons quanto a de nutrons produzidos por ftons contaminadores do feixe de eltrons. Deve-se lembrar que a contaminao de ftons num feixe teraputico de eltrons geralmente est entre 3 e 6 % da taxa de dose dos eltrons incidentes.

Nas energias de radioterapia os ftons so sempre mais penetrantes que os nutrons e, se a parede blindar os primeiros tambm o far para os ltimos. Isto ocorre porque a energia mdia dos nutrons jamais excede 1 MeV e a TVL mxima em concreto ser 21,0 cm. Como j foi mostrado anteriormente, a TVL em concreto para ftons varia entre 38 cm para 10 MV e 47 cm para energias mais altas, o que suficiente para blindar os nutrons. Deve-se tomar cuidado especial quando se usa chumbo ou ao como parte da blindagem de paredes, pois esses materiais so praticamente transparentes aos nutrons. Nesses casos ser necessrio usar um material moderador para captura-los e o projeto complexo.

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6.3. Labirinto e Porta para NutronsTodas as salas de radioterapia devem ter labirinto e porta para assegurar que os ftons s possam escapar depois de serem suficientemente atenuados pelo espalhamento e absoro. Como os nutrons so pouco atenuados em energia e intensidade pelo espalhamento, o projeto de labirinto para altas energias precisa ser feito com cuidado adicional. Quanto mais longo e mais pernas tiver, melhor ser o projeto do labirinto. Nutrons rpidos tendem a perder energia ao se espalharem pelas curvas e a primeira perna reduz bastante a taxa de fluncia. Nas outras pernas do labirinto a fluncia de neutrons trmicos dominante. No entanto, a construo de labirintos complexos, com mais de uma perna muitas vezes impossvel devido a limitaes de espao e ao acrscimo nos custos da construo. A seguir apresentado um exemplo simples de clculo de dose em labirinto para neutrons. Existem vrios mtodos para calcular a dose equivalente de nutrons na entrada de salas com labirintos (NCRP-51). Dentre esses mtodos, o de Albedo o mais exato; no entanto, esse mtodo

requer a soluo de equaes complexas, muitas vezes sem soluo analtica, requerendo mtodos computacionais sofisticados. O mtodo mais empregado para o clculo de dose de neutrons em labirintos o proposto pr Kersey em 1979, onde se incorpora a diminuio da intensidade dos nutrons que chegam na parte interna do labirinto pela lei do inverso do quadrado da distncia e uma correo emprica baseada em medidas experimentais. Vrios trabalhos indicam que o mtodo de Kersey superestima a dose de neutrons na porta por um fator entre 3 e 4 e, por isso, adaptaes tm sido propostas. A Varian Associates, na monografia Neutron Doors for High Energy Accelerators, indica que o mtodo original superestima a primeira TVL, principalmente para labirintos curtos, e sugere que o melhor valor seriam 3 m. Portanto, um clculo mais apropriado ser: onde, H = (H0) x

( )( )S S0 x d1 d0

2 x

1 10[1+(di-3)/5]

(21)

Fig.8- Planta tpica para determinao da dose de nutrons.

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Blindagem em Radioterapia: Tcnicas e Normas

H a dose equivalente de nutrons por unidade de dose de raios-x no isocentro, na entrada da sala de tratamento (mSv neutrons/ Gy Raios X); H0 a dose equivalente de nutrons no isocentro (mSv n/Gy x); d0 a distncia da fonte (alvo) at o isocentro (m); d1 a distncia do isocentro at um ponto visvel da parte interna da primeira perna, na linha central do labirinto (m); S a rea mnima da seo reta do labirinto (m2); S0 uma rea padro constante (S0 = 6 m2); di o comprimento da isima perna do labirinto (m) ao longo de sua linha central. Uma sala tpica para acelerador operando a 10 MV tem dimenses 6,0 m x 7,0 m x 3, 0 m e labirinto de uma perna com 6 m de comprimento. Nestas condies, d0 = 1 m; d1 = 6 m; d2 = 9 m; S = S0 = 6 m2; H0 = 0,04 mSv n/Gy X e, portanto, utilizando-se a eq. (21), temos: H = 0,04 x (6/6) x (1/6)2 x {1/10[1+(9-3)/5]} = 0,04 x (1/36) x (1/102,2) = 7,0 x 10-6 mSv n/ Gy X. Supondo que a carga de trabalho semanal para raios-x de 10 MV W = 103 Sv/sem, ou seja, W = 103 Gy/sem no isocentro, a dose equivalente semanal na entrada ser: Dn = (7,0 x 10-6) (mSv n/Gy x) x 103 (Gy/sem) = 7,0 x 10-3 mSv/sem. Se a regio da porta for considerada rea restrita no haver necessidade de blindagem para nutrons. Entretanto, na porta chegam ainda ftons espalhados, de fuga e de emisso por captura de nutrons, que tambm precisam ser blindados. Devemos considerar ento que a dose mxima na porta dever ser menor que 0,3 mSv/sem para atender ao limite primrio, e a blindagem deve ser calculada a partir deste valor. Quando a dose de nutrons ultrapassar os limites autorizados, a blindagem pode ser feita42

com uma lmina de polietileno borado a 5%, sabendo-se que a energia mdia dos nutrons na entrada de uma sala convencional com labirinto longo aproximadamente 100 KeV e que a correspondente TVL nesse material 4,5 cm (NCRP-79).

6.4.Blindagem de Raios Gama de CapturaAs portas de aceleradores lineares geralmente so blindadas com chumbo para atenuar os ftons espalhados e os provenientes da fuga pelo cabeote. Entretanto, para mquinas de energia 10 MV, haver ainda ftons de captura com energia mdia 3,6 MeV (Tochlin & LaRivieri-1979). Para a atenuao dessa componente pode-se usar TVLPb = 6,1 cm (NCRP-79). A dose (D) de ftons gama de captura por unidade de dose de raios-x no isocentro, na porta da sala, pode ser estimada pelo mtodo de McGinley e outros (1995): D = K total 10-d2/TVD2 onde, K a razo entre a dose gama de captura e a fluncia total de nutrons num ponto A na parte central interna do labirinto. K = 0,77 x 10-12 Gy/n cm2; TVD2 a distncia que reduz 10 vezes a fluncia de nutrons (m). Para mquinas de energia nominal entre 16 e 22 MV, TVD2 = 6,2 m; d2 a distncia entre o isocentro e o ponto A na parte central interna do labirinto (m)- ver figura 8; total a fluncia de nutrons em A por unidade de dose de raios-x no isocentro. Para labirintos com perna maior que 3 m (d2 na fig.8) o campo de ftons dominado pelos raios gama de captura e a componente espalhada pode ser ignorada. Depois de calcular a dose de captura na entrada da sala, determinamos a espessura de chumbo necessria para blindar a porta sabendo que TVLPb = 6,1 cm (NCRP-79). (22)

Blindagem em Radioterapia: Tcnicas e Normas

Por exemplo, para um acelerador de 10 MV, numa sala com perna de 6 m, temos: d1 = 6 m; d2 = 9 m; S = 2 x 10 cm ; K = 0,77 x 10-12 Gy/n cm2; TVD2 = 6,2 m; Q = 0,04 x 1012 n/Gy) e,6 2

6.5. Sky-shine para NutronsDo mesmo modo que para ftons, se a sala do acelerador linear no tiver ocupao no piso superior, e se planejar apenas uma cobertura simples, deve-se blindar o teto para nutrons espalhados no ar. A equao abaixo usada para o skyshine de nutrons (NCRP-51): H(di)2 0

total = Q/4d12 +6,66 Q/S (a = 1) = (0,04 x 1012) / (46002) + (6,66 x 0,04 x 1012)/(2 x 106) total = 1,42 x 105 (n cm-2)/(Gy x no isocentro) e, D = (0,77 x 10 -12 ) x (1,42 x 10 5 ) x (10 -9/6,2 ) = 3,9 x 10-9 Gy /Gy x Supondo que a carga de trabalho semanal W = 103 Gy x/sem no isocentro, teremos: D(, sem) = 3,9 x 10-9 x 103 = 3,9 x 10-6 Gy/sem ou D(, se