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ARTÍCULOS ORGINALES
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Uso de barreras primarias en función del ángulo del gantry en
búnker de radioterapia
Uso de barreiras primárias em função do ângulo do gantry em bunkers de
radioterapia.
(a,b,c,d,e) Clínica Doctores Leborgne. Héctor Gutiérrez Ruiz 1210, C.P. 11100, Montevideo, Uruguay.
(e) Centro de Investigaciones Nucleares, Facultad de Ciencias, Universidad de la República, Montevideo, Uruguay.
https://doi.org/10.35954/SM2023.42.2.2.e301
Use of primary barriers as a function of gantry angle in radiotherapy bunker.
RESUMEN
Introducción: el diseño de los búnkeres de radioterapia es de vital importancia no solo por la seguridad
radiológica, sino también por el costo que implican.
Los cálculos de blindaje de las paredes primarias de los búnkeres de los aceleradores lineales de radio-
terapia se determinan a partir del factor de uso de estas paredes. Los documentos internacionales como
el NCRP 151 utilizan para el cálculo de estas barreras un factor de uso igual a 0.25.
Objetivo: estudiar la distribución del uso de las barreras primarias en función de los tratamientos realiza-
dos buscando contrastar la homogeneidad en el uso de las barreras.
Material y Métodos: con los datos de pacientes realizados durante un año (2021) en dos aceleradores
lineales, uno dual y otro monoenergético, se generó una base de datos con la que se calculó la frecuencia
de uso de las paredes primarias.
En el presente trabajo se evalúa la diferencia entre el uso dado de las barreras y las estimaciones de uso
internacional.
Resultados: se encuentra que en el acelerador dual en la energía de 15X los campos más usados tie-
nen ángulos de gantry 0º, 90º, 180º, 270º, teniendo un peso acumulado aproximado al 65% al igual que
la carga de trabajo para esos ángulos, esto implica que los ángulos diferentes a estos tienen un uso muy
inferior al previsto por el cálculo inicial. En el acelerador dual en la energía de 6X el campo más usado es a
0º teniendo un peso aproximado al 14%, pero la carga de trabajo a 0º no se diferencia apreciablemente del
resto de los ángulos ya que la distribución no tiene direcciones preferenciales, ninguno de los valores por
integración de 10º de ángulos de gantry llega a 10%, lo que concuerda con el uso homogéneo de la barrera.
En el acelerador monoenergético el peso relativo de los ángulos de 90º y 270º en el uso de las barreras
es aproximadamente 34% para cada una, superior al 25% estimado inicialmente.
Recibido para evaluación: mayo 2023
Aceptado para publicación: junio 2023
Correspondencia: Mataojo 2055, C.P. 11400, Montevideo, Uruguay. Tel.: (+598) 095367205.
E-mail de contacto: ybanguero@cin.edu.uy
Germán Huertas a
Diego Guinovart c
Gustavo Píriz b
Diego Bertini d
Yolma Banguero e
https://orcid.org/0000-0004-7555-4013
https://orcid.org/0009-0008-4437-6874
https://orcid.org/0000-0001-5922-308X
https://orcid.org/0009-0006-9652-8177
https://orcid.org/0000-0003-0791-3876
Uso de barreras primarias en función del ángulo del gantry en búnker de radioterapia
Salud Mil 2023; 42(2):14-24. https://doi.org/10.35954/SM2023.42.2.2.e301 2
Conclusiones: las barreras primarias de los búnkeres de radioterapia tienen espesores marcados por
el cálculo de blindaje, los cuales se pueden hacer basados en documentos internacionales que son refe-
rencia del tema. Se considera en las referencias para la barrera primaria un factor de uso igual para las
mismas, sin embargo en la práctica clínica se puede tener un factor de uso no uniforme respondiendo a
los tipos de tratamientos que se designen realizar en el equipo. Esta realidad abre la puerta para plantear
blindajes optimizados que podrían generar búnkeres más económicos y mejor utilización del espacio de
acuerdo a las condiciones dadas para cada caso en particular.
PALABRAS CLAVE: Blindaje contra Radiaciones; Protección Radiológica; Radioterapia.
ABSTRACT
Introduction: The design of radiotherapy bunkers is of vital importance not only for radiation safety, but
also for the cost involved.
The shielding calculations of the primary walls of radiotherapy linear accelerator bunkers are determined
from the use factor of these walls. International documents such as NCRP 151 use for the calculation of
these barriers a usage factor equal to 0.25.
Objective: To study the distribution of the use of primary barriers according to the treatments performed,
seeking to contrast the homogeneity in the use of the barriers.
Material and Methods: With the data of patients performed during one year (2021) in two linear
accelerators, one dual and the other monoenergetic, a database was generated with which the frequency
of use of the primary walls was calculated.
The present work evaluates the dierence between the given use of the barriers and the estimates of
international use.
Results: It is found that in the dual accelerator at 15X energy the most used elds have gantry angles 0º,
90º, 180º, 270º, having an accumulated weight of approximately 65% as well as the workload for those
angles, this implies that the angles dierent from these have a use much lower than the one foreseen
by the initial calculation. In the dual accelerator at 6X energy the most used eld is at 0º having an
approximate weight of 14%, but the workload at 0º is not appreciably dierent from the rest of the angles
since the distribution does not have preferential directions, none of the values of 10-degree integrations
for granty angles reach 10% which is consistent with the homogeneous use of the barrier.
In the monoenergetic accelerator, the relative weight of the 90º and 270º angles in the use of the barriers
is approximately 34% for each one, higher than the 25% initially estimated.
Conclusions: The primary barriers of radiotherapy bunkers have thicknesses marked by the shielding
calculation, which can be made based on international documents that are a reference on the subject.
It is considered in the references for the primary barrier an equal use factor for them, however in clinical
practice they can have a non-uniform use factor responding to the types of treatments that are designed
to be performed in the equipment. This reality opens the door to propose optimized shielding that could
generate more economical bunkers and better use of space according to the conditions given for each
particular case.
KEYWORDS: Radiation Protection; Radiotherapy; Shielding against Radiation.
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mente expuestos (TOE) y del público, asegurando
que se cumplen con los límites de dosis estableci-
dos para cada uno de ellos.
Existen múltiples referencias para realizar los
cálculos de blindaje, McGinley (1), NCRP 151 (2),
DIN-6847 (3), IPEM Reporte 5 (4) y el SRS 47
publicado por la IAEA (5).
En general, para los cálculos de los búnkeres de
aceleradores lineales usados en radioterapia, el
blindaje se calcula de una forma parecida, tenien-
do estimaciones generales para calcular las con-
diciones de trabajo.
RESUMO
Introdução: O projeto de bunkers de radioterapia é de vital importância não apenas para a segu-
rança da radiação, mas também para o custo envolvido.
Os cálculos de blindagem para as paredes primárias dos bunkers de aceleradores lineares de ra-
dioterapia são determinados com base no fator de uso dessas paredes. Documentos internacionais,
como o NCRP 151, usam um fator de uso igual a 0,25 para o cálculo dessas barreiras.
Objetivo: estudar a distribuição do uso de barreiras primárias de acordo com os tratamentos realiza-
dos, buscando contrastar a homogeneidade no uso das barreiras.
Material e métodos: com os dados de pacientes tratados durante um ano (2021) em dois acelerado-
res lineares, um dual e outro monoenergético, foi gerado um banco de dados com o qual foi calculada
a frequência de uso das paredes primárias.
Este artigo avalia a diferença entre o uso determinado de barreiras e as estimativas internacionais
de uso.
Resultados: verica-se que no acelerador duplo com energia de 15X os campos mais utilizados são
os ângulos de pórtico 0º, 90º, 180º, 270º, com um peso acumulado de aproximadamente 65%, assim
como a carga de trabalho para esses ângulos, o que implica que os ângulos diferentes desses têm
um uso muito menor do que o previsto pelo cálculo inicial. No acelerador duplo a 6X de energia, o
campo mais utilizado é o de 0º com um peso aproximado de 14%, mas a carga de trabalho em 0º não
é sensivelmente diferente do resto dos ângulos, já que a distribuição não tem direções preferenciais,
nenhum dos valores por integração de 10º dos ângulos de granty chega a 10%, o que é consistente
com o uso homogêneo da barreira.
No acelerador de monoenergia, o peso relativo dos ângulos de 90º e 270º no uso das barreiras é de
aproximadamente 34% para cada um, superior aos 25% estimados inicialmente.
Conclusões: as barreiras primárias dos bunkers de radioterapia têm espessuras balizadas pelo cál-
culo de blindagem, que pode ser feito com base em documentos internacionais que são referência
no assunto. As referências para a barreira primária consideram um fator de uso igual para elas, mas
na prática clínica elas podem ter um fator de uso não uniforme, dependendo do tipo de tratamento
que o equipamento foi projetado para realizar. Essa realidade abre as portas para uma blindagem
otimizada que poderia gerar bunkers mais econômicos e melhor uso do espaço de acordo com as
condições dadas para cada caso especíco.
PALAVRAS-CHAVE: Blindagem contra Radiação; Proteção Radiológica; Radioterapia.
INTRODUCCIÓN
En las prácticas con radiaciones la radioprotec-
ción es un pilar que demarca la estructura de las
instalaciones y la forma de trabajo. En el caso de
la radioterapia la construcción de los búnkeres
está determinada por el tipo de equipamiento a
instalar, las energías disponibles, las técnicas a
utilizar, las condiciones de trabajo del personal, la
cantidad de pacientes a tratar y las zonas aleda-
ñas a la instalación. Los búnkeres son diseñados
para satisfacer la seguridad en relación con la no
sobreexposición de los trabajadores ocupacional-
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cálculo del factor de trasmisión de la barrera pri-
maria, Bpri, denido de la siguiente manera:
Siendo P el objetivo de dosis semanal detrás de
la barrera (Sv/sem), dpri la distancia al punto de
cálculo, W la carga de trabajo absorbida en el iso-
centro en una semana (Gy/sem), U el factor de
uso de la pared que protege el punto a evaluar y T
el factor de ocupación del espacio a proteger. Con
estos resultados se calcula la cantidad de espe-
sor de material (tbarrier) que se precisa para alcan-
zar el objetivo de dosis P a través del espesor de
material que se requiere, la ecuación reporta esta
información indicando la cantidad de TVL necesa-
rios, donde TVL se le llama al espesor de material
que se requiere para que se reduzca a una déci-
ma parte la radiación incidente después de haber
atravesado un material determinado. Para llegar
al valor de tbarrier se requiere calcular primeramente
el valor de la cantidad de TVLS necesarios (n) de
la siguiente forma:
Posteriormente con la ecuación [3] se determina
el espesor de la barrera, que depende de n y este
último del cálculo de Bpri, ecuación [2], asumiendo
que Bpri, ecuación [1] solo depende de U, es decir,
los otros elementos de la ecuación son constan-
tes, al disminuir el valor de U se tiene que dismi-
nuye el espesor de la barrera y viceversa en el
caso de aumento de U.
Si los valores de U sobre una barrera no son una
constante entonces la implicación de este factor
sobre la barrera hace que no sea de un solo es-
pesor para esta.
En el NCRP 151 el factor de uso para las barreras
primarias (laterales, techo y suelo) es 0,25. Esto
implica considerar un uso igualitario para cada
una de las mismas.
Es así como en el NCRP 151 (1) que es uno de
los documentos más usados, las directrices tie-
nen en cuenta condiciones de trabajo genéricas
que pueden llevar a cálculos lejanos a lo que se
realiza en la práctica. Utilizando la metodología y
nomenclatura de este documento se denen los
términos que se usarán en este trabajo.
El factor de uso (U) es la fracción de una carga
de trabajo de haz primario que se dirige hacia una
barrera primaria dada. Considerando para el caso
de aceleradores lineales los ángulos de 0°, 90°,
180° y 270° como los ángulos primarios. El factor
de uso en función del ángulo del gantry es la frac-
ción de carga de trabajo (W) para la cual el haz es
orientado en un ángulo del gantry.
En los trabajos Kwon et al. (6) y Kwang et al. (7)
se analizan las cargas de trabajo en condiciones de
tratamiento de los pacientes en forma retrospectiva.
Slotman et al. (8) analizan el incremento esperado
de W de un acelerador a lo largo del tiempo.
Existen varios trabajos que realizan considera-
ciones especícas para técnicas más complejas
(9,10,11), o estudios comparativos de la inuen-
cia de la W de fugas para aceleradores con IMRT
(Intensity-Modulated Radiotherapy) (12,13,14,15),
así como el cálculo de los factores de uso de IMRT
y VMAT (Volumetric-Modulated Arc Therapy) (16,17).
Al aumentar la complejidad de las técnicas, el
tiempo relativo utilizado realizando imágenes es
mayor, al igual que el tiempo usado para hacer
controles de calidad (18), esto lleva a disminuir la
cantidad de pacientes por equipo.
Dado que el uso de los búnkeres se puede ana-
lizar mejor por las herramientas de recolección
de datos, se han realizado trabajos retrospecti-
vos (19,20,21) que calculan el U de las paredes
del búnker así como el factor de IMRT y realizan
un desglose del U por energía (17) y tamaño de
campo (22).
De acuerdo al NCRP 151 el cálculo del espesor
necesario en la barrera primaria está dado por el
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En este trabajo estudiamos la distribución del uso
de las barreras primarias en función de los trata-
mientos realizados, es una evaluación retrospec-
tiva para contrastar qué tan homogéneo es el uso
de las barreras.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se generó una base de datos registrando las ca-
racterísticas de los campos de tratamiento con fo-
tones realizados en el año 2021 para radioterapia
3D conformada en los aceleradores lineales varían
2100SC y 600C\D, el primero dual con energías
de 6 y 15 MV y el segundo con energía de 6 MV.
El registro se elaboró para realizar controles de
calidad de pacientes a partir de la información de
salida de la hoja de tratamiento de planes ela-
borados en el sistema de planicación XIO de la
Clínica Dres. Leborgne.
Basados en un programa desarrollado por la
Universidade de Estadual de Campinas, Brasil
que lleva como nombre Confront (23), se llegó
a partir de modificaciones que se le realiza-
ron, a la obtención de una herramienta adap-
tada para uso en nuestra clínica. La anterior
la utilizamos en el cálculo de verificación de
dosis y a partir de este proceso se generó una
base de datos de tratamientos de pacientes.
Haciendo uso de esta base de datos de los trata-
mientos de pacientes se ltraron los campos por
energía del haz; cantidad de unidades monitor
(UM), término que nos relaciona con la dosis del
campo de tratamiento; número de campos y án-
gulo de gantry. A partir de los datos anteriores se
discrimina para cada una de las energías en fun-
ción del ángulo de gantry una ponderación por
cantidad de campos como por UM entregadas.
Considerando los datos recopilados se presentan
grácas de frecuencia porcentual de campos y
de UM utilizadas en función del ángulo de gantry
para cada una de las energías.
RESULTADOS
Se presentan a continuación los grácos en for-
mato de histograma circular con la frecuencia por-
centual del número de campos de tratamiento y
de la frecuencia porcentual de UM en función del
ángulo de gantry discriminados por equipo de tra-
tamiento y energía del haz.
La gura 1 muestra la distribución del uso por-
centual de las barreras primarias en el acelerador
2100SC con la energía de 6 MV.
Figura 1. Frecuencia porcentual de campos en función del ángulo de gantry, equipo Varian 2100SC, energía 6 MV.
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La distribución del uso porcentual de las barreras primarias en el acelerador 2100SC con la energía de
15 MV se ven en la gura 2.
La distribución del uso porcentual de las barreras primarias en el acelerador 600C\D con la energía de 6
MV la observamos en la gura 3.
Figura 2. Frecuencia porcentual de campos en función del ángulo de gantry, equipo Varian 2100SC, energía 15 MV.
Figura 3. Frecuencia porcentual de campos en función del ángulo de gantry, equipo Varian 600C\D, energía 6 MV.
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En las guras posteriores se observa el uso de las barrreras primarias en función del ángulo de gantry en
relación a las UM entregadas. La gura 4, muestra la distribución de la frecuencia porcentual de las UM en-
tregadas relacionadas con el ángulo de gantry del campo de tratamiento para el acelerador Varian 2100SC
con la energía de 6 MV.
La gura 5 permite ver para el equipo Varian 2100SC con energía de 15 MV la distribución de UM en
función del ángulo del gantry.
Figura 4. Frecuencia porcentual de UM en función del ángulo de gantry, equipo Varian 2100SC, energía 6 MV.
Figura 5. Frecuencia porcentual de UM en función del ángulo de gantry, equipo Varian 2100SC, energía 15 MV.
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En la gura 6 se presenta la distribución de UM en función del ángulo del gantry para el acelerador
Varian 600C\D.
Figura 6. Frecuencia porcentual de UM en función del ángulo de gantry, equipo Varian 600C\D, energía 6 MV.
DISCUSIÓN
El uso de los búnkeres en radioterapia se corres-
ponde con los tratamientos que se realizan en
el mismo. Cuando se tiene un solo equipo en un
centro y este trata todas las patologías del lugar,
se pueden encontrar distribuciones de uso de las
paredes primarias del búnker más homogéneos.
Al disponer de varios equipos y energías los
centros tienen la opción de designar de acuerdo
con las patologías el equipo más adecuado. Los
grácos anteriores muestran la distribución de
tratamientos en la clínica por equipo y energía,
privilegiando el uso de ciertas técnicas que impli-
can campos laterales en el equipo Varian Clinac
600C/D guras 3 y 6 y la utilización del equipo
dual para tratamientos con técnicas más diver-
sas, lo que se constata en las guras 1, 2, 4 y 5.
El análisis realizado evidencia una realidad que
se deriva de la aplicación estricta del documen-
to NCRP 151, en la que se toman los valores
de U de la barrera primaria de modo uniforme
a lo largo de cada una de las 4 supercies que
recorre la proyección del gantry sobre la super-
cie de la sala de tratamiento. Analizando la dis-
tribución de patologías tratadas por acelerador y
técnicas de tratamiento, se observa que hay ba-
rreras en las que quedarían sobredimensionados
sus espesores si estos valores de U se toman de
manera uniforme, implicando esto una sobrees-
timación del blindaje necesario para cumplir los
límites de dosis a TOE y a público establecidas.
Hay una similitud esperable entre las guras 1 y 4
que muestran para el mismo acelerador y misma
energía 6 MV, la distribución del uso de las barre-
ras en relación con el ángulo del gantry por can-
tidad porcentual de campos de tratamientos y de
UM. Análogamente se tiene una semejante repre-
sentación en las guras 2 y 5 en este caso para la
energía de 15 MV. Aunque todas estas guras co-
rresponden al mismo acelerador lineal, se consta-
ta la diferencia entre ellas, pues la posibilidad de
usar dos energías permite tener más variables de
optimización de los tratamientos y claramente se
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misma cantidad de espesor y ancho de blindaje
en barrera primaria a lo largo de todo el recorrido
de la proyección del gantry sobre la supercie de
la sala de tratamiento, en este caso evaluando el
perl de uso de las paredes. En particular, al tener
los datos de los campos de: la energía, las UM, el
tamaño de campo y los ángulos de gantry y coli-
mador podemos determinar el espesor y el área
para el haz primario en ese recorrido. De esta ma-
nera se podrían lograr los límites de dosis equi-
valentes al público y a TOE con un blindaje más
optimizado, permitiendo alivianar el costo econó-
mico de su construcción manteniendo los límites
de dosis por debajo de los exigidos dentro de las
normas de radioprotección establecidas.
CONCLUSIÓN
El uso de las barreras primarias en búnkeres de ra-
dioterapia en principio está estipulado por los docu-
mentos de las recomendaciones internacionales,
en las cuales se plantea un valor homogéneo del
mismo para todas las barreras. Dentro de la prác-
tica clínica no necesariamente su uso es uniforme,
lo que permitiría realizar a partir de optimizaciones
de la construcción, espesores de barrera distintos
de acuerdo a la prospección de uso de las mismas,
permitiendo de esta forma economizar en material
y espacio en la construcción de acuerdo a cada
caso, esto siempre y cuando se conozca a priori
cómo va a ser la distribución de campos de trata-
miento en relación al gantry dentro del búnker y el
peso de los mismos. Similarmente, ya construido
un búnker el conocer cómo se usan las barreras
primarias permite en caso de haber modicaciones
de técnica denir re-optimización de los blindajes.
ve el cambio del perl de uso de estas barreras
por energía en el mismo equipo, teniendo más he-
terogeneidad de ángulos de gantry para la ener-
gía de 6 MV que para la energía de 15 MV.
Similarmente, se tiene para las guras 3 y 6 dis-
tribuciones similares del uso del gantry, ambas -
guras permiten ver los histogramas porcentuales
obtenidos para el equipo Clinac 600C/D.
A partir de las guras 2 y 5 se encuentra que en el
acelerador dual en la energía de 15X los campos
más usados son a ángulos de gantry de 0º, 90º,
180º y 270º, los cuales tienen un peso acumulado
aproximado al 65% al igual que la carga de traba-
jo para esos ángulos, esto implica que los ángulos
diferentes a estos tienen un uso muy inferior al
previsto por el cálculo inicial.
Un análisis parecido puede realizarse en el acele-
rador dual para la energía de 6X, ver guras 1 y 4,
donde el campo más usado es a 0º teniendo un
peso aproximado al 14%, pero la carga de trabajo
a 0º no se diferencia apreciablemente del resto de
los ángulos ya que la distribución no tiene direc-
ciones preferenciales, esto lleva a que ninguno de
los valores en integraciones de 10º llegue a 10%,
lo que concuerda con el factor de uso homogéneo.
Mientras que en el acelerador mono-energético el
peso relativo de los ángulos de 90º y 270º en el
uso de las barreras es aproximadamente de 34%
para cada una como se ve en las guras 3 y 6,
superior al 25% estimado inicialmente.
En la revisión de la literatura (6,22,23) se encuen-
tran análisis retrospectivos que comprueban una
sobreestimación del blindaje a la hora del cálculo
de este, la intención de esta publicación es desde
una revisión de nuestra realidad, ver la necesi-
dad de plantear un método de cálculo de blindaje
prospectivo que tenga en cuenta la bibliografía
existente y los datos especícos de trabajo con
aceleradores, de tal manera que se alcance un
cálculo de blindaje más optimizado y persona-
lizado para cada acelerador que no implique la
DECLARACIÓN DE CONFLICTOS DE INTERESES
Los autores no reportan ningún conicto de interés.
El estudio se realizó con recursos propios de
los autores y/o la institución a la que representan.
Uso de barreras primarias en función del ángulo del gantry en búnker de radioterapia
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doi: 10.1097/00004032-199512000-00014.
CONTRIBUCIONES AL MANUSCRITO:
(a) Diseño, análisis de datos, interpretación y
discusión de resultados.
(b) Concepción, diseño, análisis de datos, inter-
pretación y discusión de resultados.
(c) Adquisición de datos y análisis de datos.
(d) Adquisición de datos, redacción y revisión
crítica.
(e) Concepción, diseño, interpretación y discu-
sión de resultados, redacción, revisión crítica
y aprobación de la versión nal.
NOTA: este artículo fue aprobado por el
Comité Editorial.
