Fundamentos de la Medida de Dosis en Haz Directo
En radiología diagnóstica, las medidas de dosis en haz directo son esenciales para dos propósitos fundamentales: estimar la dosis recibida por los pacientes y caracterizar el haz de radiación. Estas mediciones constituyen la base de los procedimientos de buenas prácticas que permiten la optimización de la protección radiológica.
Los rayos X ionizan el aire a su paso principalmente debido a los efectos fotoeléctrico y Compton. Esta ionización permite que magnitudes físicas como el kerma en aire y la dosis absorbida en aire puedan medirse en cualquier punto del haz de radiación, proporcionando datos críticos para la evaluación dosimétrica.
Estas mediciones resultan fundamentales para determinar los riesgos asociados a las técnicas diagnósticas, permitiendo su adecuada justificación e investigación en casos de sobreexposición accidental.
Instrumentación para Medida de Dosis en Radiodiagnóstico
Cámaras de Ionización
Son el estándar para medidas en aire. Se utilizan diseños apropiados para haz directo, con electrómetros calibrados. Ofrecen alta precisión y estabilidad, siendo especialmente útiles para mediciones de referencia y controles de calidad periódicos.
Detectores de Semiconductor
Proporcionan una alternativa compacta y de respuesta rápida. Son ideales para mediciones puntuales y ofrecen ventajas en términos de tamaño y facilidad de uso, aunque requieren calibraciones específicas según la energía del haz.
Dosímetros Termoluminiscentes
Preferidos para medidas en la superficie del paciente por su pequeño tamaño y mínima interferencia con la imagen. Tienen la ventaja adicional de registrar la radiación retrodispersada por el propio paciente.
La selección del instrumento adecuado depende del contexto clínico, la precisión requerida y el tipo de medición. Para dosimetría a pacientes, lo habitual es realizar estimaciones a partir del rendimiento del tubo de rayos X y la técnica aplicada, complementadas con verificaciones periódicas mediante los instrumentos mencionados.
Magnitudes Dosimétricas Fundamentales en Radiodiagnóstico
Las magnitudes producto dosis-área (PDA) y dosis absorbida en aire en la superficie de entrada del paciente (DSE) son directamente medibles y proporcionan una forma adecuada de monitorizar la dosis recibida por los pacientes.
Producto Dosis-Área (PDA)
Se define como la integral de la dosis absorbida en aire sobre un área perpendicular al haz de rayos X. Esta magnitud excluye la retrodispersión del paciente y tiene la ventaja de ser invariante con la distancia al foco del tubo, por lo que puede medirse en cualquier punto del haz entre el diafragma y el paciente.
Para su medición se utilizan cámaras de ionización de placas cuadradas plano-paralelas, transparentes a la luz visible, que se sitúan en el diafragma del tubo perpendicularmente al eje del haz.
Dosis en Superficie de Entrada (DSE)
Es la dosis absorbida en aire medida sobre el eje del haz donde éste penetra en el paciente. Incluye la contribución de la radiación retrodispersada. Se mide preferentemente con dosímetros termoluminiscentes colocados directamente sobre el paciente, minimizando la perturbación de la imagen o se estima a través del rendimiento, de la geometría de la exploración y de los datos técnicos de kVp y mAs utilizados.
Estas magnitudes permiten, mediante factores de conversión adecuados, obtener estimaciones de dosis a órganos y dosis efectiva para diferentes procedimientos diagnósticos.
CTDI: Índice de Dosis en Tomografía Computarizada
El CTDI (Computed Tomography Dose Index) es una magnitud específica para la medición de dosis en tomografía computarizada. Se trata de una medida fundamental en los programas de control de calidad y optimización de dosis en TC.
Para su medición se utilizan cámaras tipo lápiz (de ionización gaseosa) o detectores de semiconductor de pequeño tamaño. Estos detectores se conectan a electrómetros equipados con software específico para realizar los cálculos pertinentes.
Las mediciones de CTDI se realizan habitualmente utilizando maniquíes estandarizados de PMMA que simulan la cabeza (16 cm de diámetro) o el cuerpo (32 cm de diámetro) del paciente. Las cámaras lápiz tienen típicamente 10 cm de longitud activa, lo que permite integrar el perfil de dosis en el eje z, capturando tanto la dosis del corte primario como la contribución de la radiación dispersa.
El CTDI constituye la base para los valores de DLP (Producto Dosis-Longitud) y estimaciones de dosis efectiva en los estudios de TC, siendo un parámetro crucial para la optimización de protocolos y la comparación entre diferentes equipos y centros.
Medida de la Actividad en Medicina Nuclear
Los activímetros o calibradores de dosis usados en medicina nuclear miden la actividad de un determinado radionucleido que posteriormente se administrará a un paciente con fines diagnósticos o terapéuticos. La precisión de estas mediciones es crítica para garantizar que la dosis administrada sea exactamente la prescrita.
Estos dispositivos son fundamentalmente cámaras de ionización de tipo pozo, con un inserto para disponer en su interior la fuente radiactiva. Para aumentar la eficiencia, el gas de llenado se mantiene a una presión de entre 10 y 20 atmósferas. La ionización producida por la radiación genera una corriente que, en primera aproximación, es proporcional a la actividad de la muestra para cada energía específica.
Una dosis incorrecta puede comprometer tanto la calidad diagnóstica como la seguridad del paciente. En procedimientos terapéuticos, la precisión es aún más crítica para evitar la irradiación excesiva de tejidos no deseados.
Antes de su uso clínico, los activímetros deben someterse a pruebas de exactitud, precisión, linealidad y otras, definidas en el Protocolo Nacional de Control de Calidad de la Instrumentación en Medicina Nuclear, que deben repetirse periódicamente durante toda su vida útil.
Detectores de Centelleo en Medicina Nuclear
Los detectores de centelleo constituyen el sistema de detección fundamental en las gammacámaras y en las sondas utilizadas para estudios de ganglio centinela. Su funcionamiento se basa en contar los fotones gamma y/o rayos X emitidos desde el volumen del paciente, cuya detección está limitada por un colimador o un pozo.
Un detector de centelleo está formado por cuatro componentes esenciales:
- El cristal, que convierte la energía de los fotones en luz visible o ultravioleta
- El tubo fotomultiplicador, que transforma esa luz en un impulso eléctrico
- La unidad de procesado del impulso, que lo amplifica
- El analizador de altura de impulsos, para seleccionarlo o rechazarlo
La eficiencia del detector, definida como el cociente entre fotones detectados y emitidos, aumenta con el tamaño, espesor y/o densidad del material utilizado. Los procesos de detección son lineales, aunque están sujetos a cierta incertidumbre aleatoria, siendo la amplitud de la señal eléctrica proporcional a la energía del fotón.
Gammacámaras: Fundamentos y Aplicaciones
La gammacámara es un dispositivo fundamental en medicina nuclear para la captura de imágenes diagnósticas. A diferencia de las radiografías convencionales, que ofrecen información principalmente anatómica, las gammagrafías proporcionan información funcional sobre el metabolismo del paciente.
El principio de funcionamiento se basa en la detección de la radiación emitida por un trazador radiactivo administrado al paciente, generalmente por vía intravenosa. Los radiofármacos pueden unirse a diversos componentes biológicos como plaquetas, glóbulos rojos, moléculas de glucosa u otras células, permitiendo evaluar su correcto funcionamiento metabólico.
A partir de varias proyecciones bidimensionales, es posible realizar una reconstrucción tridimensional conocida como SPECT (Tomografía Computarizada por Emisión Simple de Fotones), que aumenta significativamente la información diagnóstica disponible.
Los avances en tecnología de detectores, electrónica y algoritmos de reconstrucción han mejorado sustancialmente la resolución y sensibilidad de estos equipos en las últimas décadas, permitiendo diagnósticos más precisos con menor dosis de radiación para el paciente.
Tomografía por Emisión de Positrones (PET)
La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) es una técnica no invasiva de diagnóstico e investigación in vivo que mide la actividad metabólica del organismo. Como otras técnicas de medicina nuclear, se basa en detectar la distribución tridimensional de un radiofármaco de vida media ultracorta administrado por vía intravenosa.
La tecnología PET se fundamenta en la detección de fotones gamma de 511 keV, producto de la aniquilación entre un positrón emitido por el radiofármaco (como el Flúor-18) y un electrón cortical del cuerpo del paciente. Esta aniquilación produce dos fotones que deben detectarse "en coincidencia" para conformar la imagen.
Los criterios para la detección en coincidencia son rigurosos: los fotones deben detectarse simultáneamente (en una ventana de tiempo de nanosegundos), deben provenir de la misma dirección pero en sentidos opuestos, y su energía debe superar un umbral mínimo que certifique que no han sufrido dispersiones energéticas significativas en su trayecto.
Los detectores, dispuestos en anillo alrededor del paciente, convierten los fotones detectados en señales eléctricas que, tras procesos de filtrado y reconstrucción, generan imágenes tridimensionales de alta resolución que permiten identificar alteraciones metabólicas antes de que se produzcan cambios anatómicos visibles con otras técnicas de imagen. https://makeagif.com/i/g1nGyF
Por Pedro Ruiz Manzano (HCU Lozano Blesa) y Mª Cristina Vázquez Cimorra (CPA Salduie)