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Revista médica de Chile

versión impresa ISSN 0034-9887

Rev. méd. Chile v.128 n.8 Santiago ago. 2000

http://dx.doi.org/10.4067/S0034-98872000000800004 

Radiación ionizante secundaria generada en
equipos de cineangiografía coronaria digital
y analógica: influencia de los sistemas
externos de protección radiológica

Secondary ionizing radiation generated by
analog and digital coronary cineangiographic
equipment. Influence of external protection
devices

Alfredo Ramírez N, Eric Farias Ch, Ana María Silva J,
Carlos Oyarzún C1, Fernando Leyton L2, Héctor Ugalde P,
Gastón Dussaillant N, Miguel Angel Cumsille G3.

 

Background: Exposure to ionizing radiation is a known hazard of radiological procedures. Aim: To compare the emission of secondary ionizing radiation from two coronary angiographic equipments, one with digital and the other with analog image generation. To evaluate the effectiveness of external radiological protection devices. Material and methods: Environmental and fluoroscopy generated radiation in the cephalic region of the patient was measured during diagnostic coronary angiographies. Ionizing radiation generated in anterior left oblique projection (ALO) and in anterior right oblique projection (ARO) were measured with and without leaded protections. In 19 patients (group 1), a digital equipment was used and in 21 (group 2), an analog equipment. Results: Header radiation for groups 1 and 2 was 1194 ± 337 and 364 ± 222 µGray/h respectively (p<0.001). During fluoroscopy and with leaded protection generated radiation for groups 1 and 2 was 612 ± 947 and 70 ± 61 µGray/h respectively (p<0.001). For ALO projection, generated radiation for groups 1 and 2 was 105 ± 47 and 71 ± 192 µGray/h respectively (p<0.001). During filming the radiation for ALO projection for groups 1 and 2 was 7252 ± 9569 and 1671 ± 2038 µGray/h respectively (p = 0.03). Out of the protection zone, registered radiation during fluoroscopy for groups 1 and 2 was 2800 ± 1741 and 1318 ± 954 µGray/h respectively (p < 0.001); during filming, the figures were 15500 ± 5840 and 18961 ± 10599 µGray/h respectively (NS). Conclusions: Digital radiological equipment has a lower level of ionizing radiation emission than the analog equipment. (Rev Méd Chile 2000; 128: 853-62).
(Key-words: Coronary angiography; Radiation, dosage; Radiation ionising; Radiation monitoring; Radiation protection).

Recibido el 6 de marzo, 2000. Aceptado el 27 de junio, 2000.
Proyecto ARCAL XLIX; Organismo Internacional para la Energía Atómica.
Servicio de Hemodinamia, Centro Cardiovascular, Hospital Clínico de la Universidad de Chile. Escuela
Salud Pública, Facultad de Medicina, Universidad de Chile. Comisión Chilena de Energía Nuclear.
1 Físico, Comisión Chilena de Energía Nuclear.
2 Físico-Médico, Hospital Clínico, Universidad de Chile.
3 Estadístico, Escuela Salud Pública, Facultad de Medicina. Universidad de Chile.

La práctica cardiológica actual ha incorporado los estudios hemodinámicos y angiográficos como un procedimiento cotidiano que se ha expandido desde lo esencialmente diagnóstico a la acción terapéutica en un espectro amplio que comprende desde la patología del recién nacido hasta el adulto mayor y puede implicar el tratamiento de complejas arritmias cardíacas, la revascularización coronaria percutánea transluminal o la reparación de malformaciones congénitas complejas1. El éxito demostrado por los diferentes procedimientos de la cardiología intervencional ha permitido consolidar su posición como una opción terapéutica válida por lo cual su número se incrementa en forma progresiva2,3. Sin embargo, debemos considerar que para tal práctica es necesario la utilización de las radiaciones ionizantes como el elemento esencial para visualizar la composición anatómica que es necesario modificar. A la morbilidad implícita de todo procedimiento cruento es necesario agregar el impacto biológico que puede significar la magnitud de la carga de radiaciones ionizantes a que están sometidos tanto los pacientes como el personal de salud ocupacionalmente expuestos y que están encargados de participar y ejecutar estas intervenciones4. Se ha comunicado recientemente el daño derivado de la acción del haz primario de radiación (efecto determinístico)5,6, a pacientes sometidos tanto a terapia de fulguración por radiofrecuencia como de angioplastía coronaria percutánea transluminal, lo cual enfatiza la necesidad de controlar la aplicación de las normas básicas de seguridad radiológica en el entorno de la cardiología intervencional7. Se debe asumir que el elemento primario de tal seguridad lo constituye la naturaleza de la fuente emisora que, en el caso de la cardiología intervencional, corresponde al equipo de angiografía con su fuente generadora de rayos X. Se han diseñado diversas estrategias técnicas para reducir la emisión de radiaciones ionizantes siendo, sin duda, la más significativa, la que implica el cambio de la generación de la imagen desde el tipo analógico a la imagen digitalizada con lo cual se pretende optimizar tanto la calidad de la información obtenida como reducir la magnitud de la radiación generada para su producción8,9. La persistencia de tales propósitos implica una preocupación constante del equipo de salud encargado de la manipulación de tales equipos sino que, además, es necesario considerar la participación de los grupos de ingeniería encargados de su mantención y perfecta operabilidad.

Nuestro propósito ha sido evaluar, en dos equipos de cineangiografía, uno digital y otro analógico, los niveles de radiación que se obtienen a nivel de haz secundario, durante la realización de angiografía coronaria diagnóstica, considerando que es la base de todo procedimiento de cardiología intervencional. Analizamos tanto el área de trabajo comprendida dentro de la zona de protección que implica el uso de láminas plomadas como las zonas que se encuentran por fuera de ellas, evaluando además, la carga potencial para los pacientes y los operadores durante este tipo de procedimientos.

MATERIAL Y MÉTODO

Se analizan 40 pacientes en quienes se realizó coronariografía diagnóstica, por presentar diversas expresiones clínicas de la cardiopatía isquémica, siendo divididos en dos grupos:

Grupo 1: Constituído por 19 pacientes, edad 57 ± 2,5 años en quienes el procedimiento se realizó en un equipo digitalizado, fabricado en 1994, dotado de un generador para fluoroscopía de 60-120 Kv y 0,25 mA; para cineangiografía dispone de 60-140 Kv y 800 mA. Utiliza como elemento de protección para la radiación una pantalla plomada que pende desde el techo con una equivalencia de bloqueo a 0,5 mm de plomo y se extiende hasta el borde inferior de la mesa de trabajo que soporta al paciente con un arco convexo que permite su adaptación a la pared abdominal (Figura 1a).

Grupo 2: Constituido por 21 pacientes de 62 ± 10 años, en quienes el procedimiento coronariográfico se realizó, con un equipo analógico construido en 1984 y dotado de un generador para fluoroscopía 60-120 Kv y 0,25 mA; en cineangiografía dispone de 125 Kv y 1000 mA. Sus elementos de protección plomada lo constituyen una pantalla de vidrio plomado con cortinillas de flecos también plomados, con espesor de 0,5 mm, que se sostiene desde el techo y cae sobre la pared abdominal y el costado del paciente y una pantalla de láminas plomadas con equivalencia a la absorbancia de 0,5 mm de plomo adosada como una barrera sostenida desde el borde inferior de la mesa y que alcanza hasta el suelo (Figura 1b).

FIGURA 1. Disposición de barreras plomadas para protección y zonas de adquisición de la radiación en A) Laboratorio con equipo digitalizado y B) Laboratorio con equipo analógico.
*= Zonas de adquisición. 1: Región cefálica paciente; 2: Proyección Oblicua Anterior izquierda; 3: Proyección Oblicua Anterior derecha.

Como elemento de registro se utilizó una cámara de ionización Babyland 81, tipo E/793 calibrada según estándar de la Comisión Chilena de Energía Nuclear. Se registró la radiación obtenida desde el medio ambiente en dos tomas diferentes, tanto al inicio como al finalizar el procedimiento angiográfico. Se midió también la radiación obtenida durante fluoroscopía desde la proyección frontal ántero-posterior, a 20 cm de la cabecera del paciente, también en dos instancias diferentes: al iniciar y finalizar el estudio angiográfico. Se midió también la magnitud de la radiación generada durante fluoroscopía y fluorografía en proyección oblicua anterior izquierda y derecha en la zona comprendida dentro de los escudos de protección. En 10 pacientes del Grupo 1 y en la totalidad del Grupo 2 se registró la radiación secundaria que se manifiesta en aquella otra zona que se encuentra sin la influencia de la barrera plomada; es decir, que recibe en forma directa el haz secundario de radiación. Se registró el tiempo del procedimiento radiológico, que comprende la suma de todas las instancias en las cuales hay emisión de radiación.

Como elementos esenciales para el análisis comparativo destacamos que ambos equipos fueron adquiridos en origen desde sus fabricantes, tienen servicio de mantención periódico realizado por los ingenieros de sus respectivos servicios técnicos, los cuales son dependientes directamente del fabricante y existe interés de parte del grupo médico por tener un nivel de radiación muy acotado, por lo cual se tienen registros periódicos de la emisión de cada uno de los equipos y dosimetrías periódicas para el personal ad hoc.

En el estudio estadístico se utilizó la prueba no paramétrica para muestras independientes, de Wilcoxon, con el programa computacional Stata 6.0. Se exigió un valor de p< 0,05, para la significación.

RESULTADOS

La edad media de los pacientes de grupo 1 fue de 58 ± 1 años y en Grupo 2 de 62 ± 10 años, p= NS, con una superficie corporal para el grupo 1 de 1,80 ± 0,19 m2 y en el grupo 2 de 1,76 ± 0,18 m2 (p= NS). El tiempo de procedimiento angiográfico fue semejante para ambos grupos, 3,44 ± 0,92 min para Grupo 1 y 3,45 ± 1,79 min para Grupo 2 (p= NS).

Los niveles de radiación registrados en el ambiente fueron semejantes en ambos laboratorios de hemodinamia y la radiación registrada en la cabecera del paciente en el Grupo 1 fue de 1194 ± 337 µGray y en el Grupo 2 es de 364 ± 222 µGray (p = 0,001. Tabla 1).

Radiación dentro de la zona de protección plomada para el operador: la radiación emitida dentro de la zona de protección del operador en proyección oblicua izquierda durante la fluoroscopía fue de 612 ± 947 µGray/h y en el Grupo 2 de 70,1 ± 61 µGray/h (p= 0,0001). En la proyección oblicua derecha el nivel de radiación registrado fue de 105 ± 47 µGray/h para el grupo 1 y de 70,9 ± 192 µGray/h en el grupo 2 (p= 0,0005).

En filmación (fluorografía), el nivel de radiación en la proyección izquierda para el grupo 1 fue de 7252 ± 9569 µGray/h y para el grupo 2 de 1671 ± 2038 µGray (p= 0,03). En proyección oblicua derecha el nivel de radiación para el grupo 1 fue de 942 ± 755 µGray/ h y para el grupo 2 de 371 ± 355 µGray/h (p= 0,0036, Tabla 2).

Radiación fuera de la zona de protección plomada: los niveles de radiación fuera de la zona de protección durante fluoroscopía fueron para el Grupo 1 de 2800 ± 1741 µGray/h y para el grupo 2 de 1318 ± 954 µGray/h p= 0,0023. En la proyección oblicua derecha la radiación para el grupo 1 fue de 480 ± 168 µGray y para el Grupo 2 fue de 186 ± 155 µGray (p=0,00001).

Durante la filmación en la proyección oblicua izquierda se registró en el grupo 1 15500 ± 5482 µGray y en el Grupo 2 18961 ± 10599 µGray (p= NS). En la proyección oblicua derecha se registró una radiación de 4700 ± 2750 µGray/h en el grupo 1 y en el Grupo 2 es de 2344 ± 1245 µGray/h (p= 0,0017, Tabla 3).

El nivel de radiación registrado tanto en proyecciones oblicua derecha como oblicua izquierda, sea en fluoroscopía o fluorografía, fue significativamente mayor en los registros realizados sin la influencia de las pantallas plomadas y en la zona en las cuales incide en forma directa el haz secundario de radiación el nivel registrado fue mayor en el grupo de pacientes estudiados con equipo digitalizado (Grupo 1) que en el equipo con imagen generada en forma analógica (Grupo 2 Tabla 4).

DISCUSIÓN

El desarrollo de la cineangiografía coronaria ha significado la necesidad de exponer tanto al grupo de trabajo (médico operador, personal de enfermería y tecnología médica) a un incremento significativo en los tiempos de exposición a las radiaciones ionizantes por lo cual ha sido necesario efectuar modificaciones a los sistemas de adquisición de imagen, siendo el desarrollo de sistemas que permiten obtener una información digitalizadas uno de los más trascendentes. También ha implicado una dependencia e interrelación muy estrecha con los equipos de ingeniería encargados de la mantención del nivel operativo óptimo al equipo en cuestión. También es necesario considerar que el paciente sometido a los procedimientos que implican el uso de la fuente radiante está sometido en forma directa a la acción del haz primario de radiación, por lo cual el control adecuado de las emisiones por la fuente radiante puede tener una trascendencia muy significativa en lo que significa la aparición de daño determinístico de la radiación o sus efectos estocásticos10. La trascendencia es mayor aún si consideramos que pueden pasar años antes que ellos se manifiesten haciendo muy difícil la asociación entre un eventual procedimiento de tipo angiográfico y un efecto no deseado de aparición tardía de los cuales la génesis de neoplasias pueden ser uno de ellos11.

En nuestro estudio buscamos analizar el nivel de radiaciones que emiten dos equipos de angiografía los cuales tienen de común el poseer un cuidado en apariencia diligente en la aplicación de las normas que actualmente es necesario considerar para la adecuada seguridad radiológica en la práctica cotidiana de la cineangiografía cardíaca lo que implica una interacción muy estrecha con los ingenieros de servicio, los tecnólogos médicos y el servicio encargado del análisis dosimétrico de las radiaciones ionizantes. El sistema de registro empleado fue una cámara ionizante, calibrada según las normas de la Comisión Chilena de Energía Nuclear. Su precisión y variabilidad de registro fueron evaluadas con la cuantificación seriada de la radiación ambiente, encontrándose una variabilidad prácticamente despreciable entre las medidas, lo que permite validar nuestros registros.

La medición de la radiación en la proyección frontal, durante fluoroscopía, desde la región cefálica del paciente, fue escogida por representar la zona con mayor nivel de radiación secundaria durante los procedimientos angiográficos y nos permitiría establecer una medida de comparación directa del rendimiento de ambos equipos al no existir en tal área la presencia de elementos destinados a bloquear el paso de la radiación secundaria. Es también una expresión indirecta de la magnitud de la radiación primaria que incide al paciente durante la exploración angiográfica.

Nuestros resultados demostraron que, en contra de lo esperado, el equipo con adquisición digital tiene un nivel de radiación que supera en casi tres veces los niveles generados por el equipo analógico: 1194 µGray/h versus 364 µGray/h, lo cual puede implicar un nivel de radiación directa al paciente de significación si consideramos que el enfermo puede estar expuesto por períodos prolongados y con el haz primario estacionario en una determinada proyección con incidencia directa en un área circunscrita de su anatomía situación frecuente durante procedimientos intervencionales. Si desde el punto de vista de la mantención técnica, ambos equipos tienen un óptimo, orientado por normas que define el propio fabricante, deberemos asumir que existen deficiencias en los sistemas de filtros o colimación en cualquiera de sus diferentes niveles para modular el haz primario, los cuales no se utilizarían a plenitud con el propósito de lograr reducir el nivel de la radiación. Ello significa que no se ha transferido a la práctica clínica un beneficio potencial derivado de un mayor avance

tecnológico. Tal situación, más allá de la competencia del grupo de salud, debiera ser asumida por los encargados de su implementación correcta como es el equipo de ingieniería encargados de la operabilidad de tales equipos.

La disposición espacial de las pantallas plomadas difieren entre ambos laboratorios estudiados, estando constituída en uno de ellos por una lámina plomada colgante desde el techo de la habitación y que, a modo de escudo, separa al operador de la influencia directa del haz secundario y, en el otro, por una pantalla con faldetas plomadas que también penden del techo complementadas por otro escudo plomado que desde la mesa de operación cae hasta el piso creando una segunda zona de aislamiento. Los coeficientes absorbancia para la radiación, sin embargo, son semejantes en cada uno de los niveles y equivalen a 0,5 mm de plomo que corresponde a 4,52 cm-1 (coeficiente de atenuación lineal) para el rango de energías de 90 KeV12. No obstante sus diferencias de diseño y superficie cubierta, ambas cumplen su propósito de generar en el sitio de trabajo del operador un gradiente decreciente de radiación secundaria muy significativo. En el equipo digitalizado la caída de la radiación durante la fluorografía en proyección oblicua anterior izquierda, que marca el mayor nivel de emisión es de 14420 µGray/h en la zona no protegida versus 7252 µGray/h en la zona aislada por el escudo plomado, lugar donde se ubica el operador, lo cual enfatiza la necesidad de incorporar en la práctica cotidiana este tipo de implementos destinados a proteger en forma principal al médico operador pero que carece de toda influencia en el nivel de radiación que recibe el paciente. En el equipo angiográfico analógico, de diseño más antiguo, esta diferencia también se evidencia y sus niveles de radiación son inferiores, excepto en la fase de la fluorografía en proyección oblicua izquierda la cual marca el nivel más alto de generación de radiación donde ambos equipos irradian por igual. Es posible que, en el equipo analógico, la presencia de la pantalla colgante desde la mesa de operación, también influya en el menor nivel de radiación observado en el área de trabajo del médico operador y que marca una diferencia substancial cuando analizamos los registros obtenidos desde la proyección oblicua izquierda y que varían desde 17028 µGray/h en la zona libre del escudo a 1671 µGray/h en el área en la cual se ubica el operador. Es necesario recordar que, las áreas no protegidas de la radiación, corresponden a espacios por los cuales suele circular el personal de enfermería encargado de la atención directa al paciente, lo que enfatiza la necesidad de reducir al máximo la emisión desde la fuente primaria o controlar los factores potenciales capaces de inducir incremento en la radiación secundaria.

Nuestra experiencia se ha estructurado en el análisis realizado durante procedimientos diagnósticos, los cuales implican para el paciente un tiempo promedio de irradiación de 3,4 min y que fue similar para ambos equipos. Sin embargo, en los procedimientos intervencionales, que se realizan en estos mismos laboratorios, los tiempos de exposición pueden incrementarse en forma significativa en atención a la naturaleza de los mismos, por lo cual aumenta la posibilidad de inducir efectos determinísticos o estocásticos por radiaciones. La situación para el equipo de salud encargado de realizar este tipo de trabajo es aún más delicada, particularmente para el médico operador, considerando el efecto aditivo de las radiaciones, y la susceptibilidad especial de algunos parénquimas como puede ser el cristalino, o la glándula tiroides. Por la naturaleza de nuestro sistema de registro, no logramos tener una dimensión exacta de la magnitud de la radiación que recibe el paciente, por haber sido efectuadas a nivel de haz secundario (kerma en aire). Para obtener tal información, sin alterar el objetivo del fin médico, es necesario evaluar el producto kerma-área durante el procedimiento angiográfico o intervencional como lo ha propuesto Huyskens y Humel13, o el análisis del producto dosis-área propuesto por Vaño y cols14. Ello implica incorporar una metodología orientada a la cuantificación de la radiación por superficie corporal del paciente, de preferencia en tiempo real y directamente en el haz primario de radiación para su adecuada objetivación, y, para conocer lo que sucede con el operador, es necesario dotarlo de sensores termoluminiscentes dispuestos en diferentes puntos anatómicos, con el fin de poder integrar la información, considerando que la magnitud de la incidencia de la radiación es heterogénea, y que la incidencia de radiación secundaria puede ser significativa en zonas aparentemente no expuestas, como sucede con el dorso del operador, o su extremidad superior izquierda, según lo hemos demostrado15,16.

Existiendo diferencias significativas entre el nivel de emisión de ambos equipos con un aparente mejor rendimiento del equipo analógico por sobre el digital, nos pareció de interés poder proyectar esta información sobre el eventual impacto biológico que este hecho pueda tener considerando que el máximo de radiación para personal expuesto ocupacionalmente, como lo son los operadores de equipos de angiografía, es de 20 mSv/año con la flexibilidad de alcanzar hasta 50 mSv en un período no superior a 1 año, pero considerando que la dosis efectiva total durante un lapso de 5 años consecutivos no supere 100 mSv, con lo cual se mantiene el concepto de una dosis promedio durante el período de 20 mSv/año17. Asumiendo que el Sievert (J/Kg) es igual al Gray (J/Kg) para la situación de fotones y estimando la energía para la radiación X de 90 Kev18, efectuamos una sumatoria de todas las mediciones realizadas en los diferentes puntos de interés, asumiendo un promedio de trabajo radiológico (bajo influencia de radiación) de 15 min por día con una actividad laboral de 257 día/año y si consideramos la capacidad de absorción de una cubierta plomada de 0,5 mm se espesor19, equivalente a un delantal plomado de uso convencional, el nivel de radiación obtenido supera en 34,7 veces el valor máximo aceptado por año en el equipo digitalizado y en el cine angiógrafo analógico tal cálculo nos induce a estimar una exposición superior en 27,4 veces el máximo. Cuando estas proyecciones se realizan sin la influencia potencial de una protección plomada, que corresponde a la metodología empleada en nuestro estudio, tal factor se incrementa 46,7 veces por sobre el máximo tolerado en el equipo digitalizado y 47,5 veces en el equipo analógico, lo cual anula el aparente mejor funcionamiento de un equipo con respecto al otro, al demostrarse que ambos pueden superar con creces los niveles de radiación que, por consenso, se han asumido como seguros tanto para los pacientes como para el equipo de salud encargado de su operabilidad en el supuesto que se cumpla el tiempo de trabajo por nosotros estimado y asumiendo que se recibe el máximo de radiación tolerada.

Considerando la metodología seguida para lograr la información, no podemos explicar la diferencia encontrada entre el funcionamiento de un equipo que dispone de las más significativas innovaciones tecnológicas para mejorar la calidad de la imagen y el nivel de emisión de radiación comparado con otro, de naturaleza analógica con un desarrollo de diseño orientado fundamentalmente a la práctica de la cineangiografía coronaria desde el punto de vista diagnóstico. El análisis de los filtros y colimadores existentes en cada uno de ellos puede dar la respuesta a nuestras interrogantes sin dejar de considerar los esquemas de trabajo que cada uno de los servicios de mantención cumple en los equipos. Tal información está más allá del control que el grupo médico puede realizar lo que obliga a establecer un vínculo entre nuestra práctica médica con los equipos de ingeniería encargados ya sea de su mantención técnica o de la parte encargada de los análisis dosimétricos periódicos a que deben ser sometidos estos equipos. Su optimización es fundamental para establecer una adecuada y segura actividad laboral pues de lo contrario, podremos agregar una nueva iatrogenia en el campo de la medicina, cual es la aparición de daño determinístico por radiación. Debemos aceptar que ya se han comunicado los primeros casos de pacientes injuriados por este tipo de actividad20-22, fundamentalmente en procedimientos de angioplastía coronaria donde los pacientes desarrollaron lesiones cutáneas de severidad variable directamente en relación con la incidencia del haz primario de radiación.

También nos parece oportuno considerar que, en atención a esta particular modalidad de trabajo, como es un laboratorio de cine angiografía, nos ha parecido necesario considerar la incorporación de un nuevo miembro al grupo de trabajo como es el físico-médico, profesional que tiene un trascendente rol en el control dosimétrico y en la ortodoxa operabilidad de nuestros equipos desde el punto de vista de la correcta implementación de las normas de seguridad radiológica básica en los procedimientos de radiodiagnóstico y de los cuales la angiografía coronaria y los procedimientos de cardiología intervencional son los más significativos en cuanto a la magnitud de radiación generada y potencialidad de inducir injuria iatrogénica23.

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