Fundamentos de Magnitudes Radiológicas y Dosimetría Aplicada

Magnitudes Fundamentales en Radiación

Magnitudes Dosimétricas y de Radioprotección

• Magnitud dosimétrica: Se refiere a la cantidad de energía de la radiación.
• Magnitud de radioprotección: Asocia la energía de la radiación con su efecto biológico.

Conceptos Clave

• Exposición: Cantidad de ionizaciones que se producen por unidad de masa en un punto concreto en aire, en la trayectoria del haz de rayos. Nota: Como parámetro, no mide directamente la radiación recibida por el chasis o el paciente y no tiene en cuenta la radiosensibilidad diferencial de los tejidos. Su unidad es el Culombio por kilogramo (C/kg).
• Kerma (Kinetic Energy Released per unit MAss): Energía cinética transferida por partículas ionizantes indirectamente cargadas (como fotones o neutrones) a partículas cargadas por unidad de masa del material irradiado. Es la suma de las energías cinéticas iniciales de todas las partículas cargadas liberadas. Para hallarlo, se considera la energía cinética de los electrones liberados. Su unidad es el Gray (Gy).
• Dosis absorbida: Energía media absorbida por un material por unidad de masa. Su unidad es el Gray (Gy).
  • En condiciones de equilibrio electrónico (medio "aislado"): El kerma y la dosis absorbida se relacionan estrechamente, y el kerma suele ser ligeramente mayor que la dosis absorbida debido a las pérdidas por radiación (bremsstrahlung).
  • En condiciones de no equilibrio (medio "no aislado", interfaces): Cuando la radiación interactúa cerca de las interfaces entre diferentes materiales, la dosis absorbida puede ser muy diferente al kerma.
• Kerma en aire: Medida del kerma en un punto en el aire, a una distancia específica del foco de radiación, usualmente medido en el eje central del haz.
• Dosis en aire (o Dosis en superficie de entrada): Medida de la dosis absorbida en la superficie (piel) por donde entra la radiación al paciente.
• Coeficiente de interacción: Parámetros que cuantifican la probabilidad de que ocurran las diferentes interacciones de la radiación con la materia (ej., coeficiente de atenuación lineal, másico).

Aplicaciones y Medición

Radioterapia

Magnitudes y unidades relevantes en radioterapia:

• Dosis absorbida recibida por el tumor y los tejidos sanos.
• Tipo y energía de la radiación utilizada.
• Tasa de dosis (dosis administrada por unidad de tiempo).
• Condiciones específicas de irradiación (geometría, fraccionamiento, etc.).

Eficacia Biológica Relativa (EBR)

Parámetro adimensional que sirve para comparar los efectos biológicos de diferentes tipos de radiaciones con respecto a una radiación de referencia (generalmente rayos X de 200-250 kVp o fotones de Cobalto-60).

• Un cociente EBR = 1 indica que la radiación evaluada tiene la misma capacidad de producir un efecto biológico específico que la radiación de referencia.
• Un cociente EBR > 1 indica que la radiación es biológicamente más efectiva (produce más daño para la misma dosis absorbida) que la referencia.
• Un cociente EBR < 1 indica que la radiación es biológicamente menos efectiva que la referencia.

Magnitudes Operacionales para Protección Radiológica

Parámetros definidos por la ICRU (Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación) para la vigilancia y el control en protección radiológica. Están diseñados para ser medibles y proporcionar una estimación conservadora de las magnitudes límite (dosis efectiva y dosis equivalente).

• Equivalente de dosis ambiental (H*(10)): Estimación de la dosis equivalente en un punto de un campo de radiación que sería recibida a 10 mm de profundidad en la esfera ICRU si esta se colocara en ese punto. Se usa para la vigilancia de áreas con radiación penetrante.
• Equivalente de dosis personal (Hp(d)): Dosis equivalente en tejido blando a una profundidad apropiada (d, en mm) por debajo de un punto específico del cuerpo. Se usa para la dosimetría personal (ej., Hp(10) para radiación penetrante en tronco, Hp(0.07) para dosis en piel, Hp(3) para dosis en cristalino).
• Esfera ICRU: Fantoma estándar (esfera de 30 cm de diámetro de material tejido-equivalente con densidad 1 g/cm³) utilizado como referencia para definir las magnitudes operacionales.

Dosimetría y Detectores

Tipos de Dosimetría

• Dosimetría ambiental interior: Mide los niveles de radiación dentro de una instalación (ej., salas de radiodiagnóstico, medicina nuclear, radioterapia).
• Dosimetría ambiental exterior: Mide los niveles de radiación fuera de las instalaciones o en el medio ambiente general.
• Dosimetría personal: Mide la dosis de radiación recibida por un trabajador individualmente expuesto. Se realiza mediante dosímetros portátiles colocados en partes representativas del cuerpo (ej., solapa/abdomen para Hp(10), muñeca o anillo para extremidades Hp(0.07)).

Características de los Detectores de Radiación

• Eficiencia extrínseca (o geométrica): Fracción de las partículas emitidas por la fuente que llegan al volumen sensible del detector. Depende de la geometría fuente-detector.
• Eficiencia intrínseca: Fracción de las partículas que inciden en el detector y que interactúan produciendo una señal medible. Depende del tipo de detector y de la energía de la radiación.
• Tiempo muerto: Intervalo de tiempo mínimo después de registrar un evento durante el cual el detector no es capaz de registrar otro evento. Afecta la capacidad de medir altas tasas de cuentas.
• Resolución en energía: Capacidad del detector para distinguir entre radiaciones de energías muy próximas. Una mejor resolución permite obtener espectros de energía más detallados.
• Sensibilidad: Capacidad del detector para detectar niveles bajos de radiación o radiación poco intensa.
• Precisión: Grado de reproducibilidad de las mediciones bajo condiciones idénticas. Se relaciona con la dispersión estadística de los resultados.
• Exactitud: Grado de concordancia entre el valor medio medido y el valor verdadero de la magnitud que se mide.

Tipos de Detectores

• Detectores de ionización gaseosa: (Basados en la recolección de cargas creadas por ionización en un gas. Incluyen cámaras de ionización, contadores proporcionales y contadores Geiger-Müller).