APLICACIONES DE LA RADIACION EN LA MEDICINA - ISABELLA MONTESDEOCA

La radiación es energía.
Proviene de átomos
inestables sometidos a la
desintegración radiactiva
o puede ser producida
por máquinas. La
radiación se desplaza
desde su fuente en forma
de ondas de energía o
partículas energizadas.
Hay diferentes formas de
radiación con
propiedades y efectos
distintos.
Hay dos tipos de radiación: radiación ionizante y radiación no ionizante.
La radiación ionizante tiene tanta energía que destruye los electrones de los átomos,
proceso que se conoce como ionización. La radiación ionizante puede afectar a los átomos
en los seres vivos, de manera que presenta un riesgo para la salud al dañar el tejido y el
ADN de los genes. La radiación ionizante proviene de máquinas de rayos X, partículas
cósmicas del espacio exterior y elementos radiactivos. Los elementos radiactivos emiten
radiación ionizante al desintegrarse los átomos radiactivamente.
La radiación no ionizante tiene suficiente energía para desplazar los átomos de una
molécula o hacerlos vibrar, pero no es suficiente para eliminar los electrones de los
átomos. Ejemplos de este tipo de radiación son las ondas de radio, la luz visible y las
microondas.
Espectro
electromagnético
La energía de la radiación que se muestra
en el espectro a continuación aumenta de
izquierda a derecha con la intensificación
de la frecuencia.
La misión de la EPA en la
protección de la radiación es
proteger la salud humana y el
medio ambiente contra la
radiación ionizante que
proviene del uso de elementos
radiactivos por parte de las
personas. Otros organismos
regulan la radiación no
ionizante emitida por
dispositivos eléctricos como
los transmisores de radio o los
teléfonos celulares
Tipos de
radiación
ionizante
Las partículas alfa (α) tienen carga positiva y están compuestas por dos
protones y dos neutrones del núcleo del átomo. Las partículas alfa
provienen de la desintegración de los elementos radiactivos más
pesados, como el uranio, radio y polonio. Si bien las partículas alfa
tienen mucha energía, son tan pesadas que agotan su energía en
distancias cortas y no se pueden alejar demasiado del átomo.
El efecto sobre la salud de la exposición a las partículas alfa depende en
gran medida de la forma de exposición de la persona. Las partículas alfa
carecen de la energía para penetrar incluso la capa externa de la piel, de
manera que la exposición en el exterior del cuerpo no es motivo de gran
preocupación. Sin embargo, en el interior del cuerpo pueden ser muy
dañinas. Si los emisores de rayos alfa se inhalan, ingieren o ingresan al
cuerpo por medio de un corte, las partículas alfa pueden dañar tejido
vivo sensible. La forma en que estas partículas grandes y pesadas
causan daños las hace más peligrosas que las de otros tipos de radiación.
Las ionizaciones que producen están muy próximas: pueden liberar toda
la energía en unas cuantas células. Esto se traduce en daño más grave
para las células y el ADN.]
Las partículas beta (β) son
partículas pequeñas y rápidas
con una carga eléctrica
negativa que son emitidas
desde el núcleo de un átomo
durante la desintegración
radiactiva. Estas partículas
son emitidas por ciertos
átomos inestables como el
hidrógeno 3 (tritio), el carbono
14 y el estroncio 90.
Las partículas beta son más
penetrantes que las alfa, pero
menos dañinas para el tejido
vivo y el ADN porque las
ionizaciones que producen son
más espaciadas. Se desplazan
a distancias mayores en el
aire que las partículas alfa,
pero pueden ser detenidas por
una capa de ropa o una capa
delgada de una sustancia
como el aluminio. Algunas
partículas beta son capaces de
penetrar la piel y causar
daños como quemaduras de la
piel, por ejemplo. Sin
embargo, al igual que con los
emisores de alfa, los emisores
de beta son más peligrosos
cuando se inhalan o ingieren.
Los rayos gamma (γ) son
paquetes sin peso de energía
llamados fotones. A diferencia
de las partículas alfa y beta, que
tienen energía y masa, los rayos
gamma son pura energía. Los
rayos gamma son similares a la
luz visible, pero tienen energía
mucho más alta. Los rayos
gamma suelen ser emitidos
junto con partículas alfa o beta
durante la desintegración
radiactiva.
Los rayos gamma constituyen
un peligro desde el punto de
vista de la radiación para todo
el cuerpo. Pueden penetrar
fácilmente las barreras que
detienen a las partículas alfa y
beta, como la piel y la
vestimenta. Los rayos gamma
tienen tanta potencia para la
penetración que se necesitarían
varias pulgadas de un material
denso, como el plomo o incluso
unos cuantos pies de cemento,
para detenerlos. Los rayos
gamma pueden atravesar
completamente el cuerpo
humano; al pasar pueden
provocar ionizaciones que dañan
tejidos y el ADN
Las aplicaciones son muy amplias, desde el
diagnóstico por imagen hasta el
tratamiento de patologías oncológicas.
El radiodiagnóstico, la medicina nuclear y
la oncología radioterápica utilizan
radiaciones ionizantes para sus
procedimientos.
• Aceleradores lineales de electrones o
máquinas de telecobaltoterapia,
utilizadas para el tratamiento del cáncer y
otras enfermedades (tele terapia).
• Fuentes radiactivas encapsuladas en
pequeños contenedores que se
insertan en el interior del paciente
oncológico (braquiterapia) durante
largos periodos de tiempo (implantes), o
durante varias sesiones de
corta duración (braquiterapia de alta tasa
de dosis).
• Aparatos de rayos X (fijos,
móviles, arcos de quirófano,
tomografía
computarizada)
• Sustancias radiactivas
usadas en Medicina Nuclear
“in vivo”
• Sustancias radiactivas
usadas en el laboratorio “in
vitro”.
• Sustancias radiactivas administradas a los
pacientes (terapiametabólica).
Los riesgos derivados para los trabajadores del medio hospitalario son muy
diferentes
de unos casos a otros. Así, los pacientes con implantes de braquiterapia y de
tratamientos metabólicos deben ser confinados en sus habitaciones, mientras
que el
paciente tratado mediante teleterapia o braquiterapia de alta tasa puede
marchar a su
casa después de cada sesión.
Debido a su uso en medicina, casi todos conocen
los rayos X. Los rayos X son similares a los rayos
gamma en el sentido que son fotones de energía
pura. Los rayos X y los rayos gamma tienen las
mismas propiedades básicas, pero provienen de
partes diferentes del átomo. Los rayos X son
emitidos por procesos externos al núcleo, pero los
rayos gamma se originan en el interior del núcleo.
Por lo general, tienen menos energía y, por lo
tanto, son menos penetrantes que los rayos gamma.
Los rayos X se puede producir naturalmente o por
medio de máquinas eléctricas.
rayos X
Los rayos X son
electromagnéticas
radiaciones
cuya longitud de onda va desde los
10nm hasta
los 0,01nm ( 1nm = 10⁻⁹m).Los rayos X
cercanos a la banda ultravioleta de
espectro se conocen como “blandos”, y
los que están próximos a la banda de
la radiación gamma, se conocen como
“duros”.
Tanto la luz visible como los rayos X
se producen a raíz de las transiciones
de los electrones atómicos de una
órbita a otra
Fue en 1895 y de forma accidental por
Röntgen.
• En un tiempo muy breve después de su
descubrimiento, se definieron claramente
dos tipos de aplicaciones en medicina: el
diagnóstico de enfermedades y el
tratamiento de tumores.
• Desde entonces el uso médico de los rayos
X ha jugado un papel cada vez más
importante, y es también gracias al
desarrollo de otras tecnologías como la
electrónica y la ciencia de materiales, lo
que ha permitido su aplicación a niveles
muy sofisticados
• Los rayos X se producen cuando un haz de
electrones
proyectil de alta energía, acelerados a través de un
voltaje de miles de voltios, choca con el blanco
(tungsteno) del tubo de rayos X.
• Los electrones proyectil interaccionan con los
electrones orbitales o los núcleos del blanco por tres
mecanismos diferentes que dan lugar a emisiones
energéticas diferentes.
• Casi toda la energía cinética de los electrones proyectil se convierte en calor. Interaccionan
con los electrones externos de los átomos, pero no logran ionizarlos, solo los excitan y en la
desexcitación emite radiación infrarroja.
• Mas del 99% de la energía cinética de los electrones se convierte en calor. Un equipo de
rayos X es una máquina muy ineficaz.
Se produce radiación característica cuando un
electrón proyectil arranca uno de los electrones más
internos del átomo, ionizándolo. Es característica
de cada elemento blanco (tungsteno, molibdeno…)
El electrón de la capa K que ha sido arrancado
deja un hueco (situación muy inestable para el
átomo) y otro de una capa más externa
(L,M,N,O,P) ocupará ese hueco. Este proceso va
acompañado de emisión de un fotón de rayos X
con energía igual a la diferencia de las energías
El fundamento de la imagen fluoroscópica está en
la capacidad que tienen los RX de causar
fluorescencia en un fósforo: consta de dos
componentes, un tubo de RX y una pantalla
fluoroscópica enfrentados entre sí.
Hay un problema con esta disposición es que se
consiguen imágenes con poco brillo, y no se puede
aumentar la tasa de dosis porque aumentaríamos
la dosis al paciente y al trabajador. Esto da como
resultado una imagen muy pobre. La única forma
de mejorar la imagen sin dar más dosis es un
sistema que amplifique la luz de la pantalla: el
intensificador de imagen
La imagen obtenida por el intensificador es
dirigida por unas lentes a la cámara de
televisión que la convierte en una serie de pulsos
electrónicos denominada señal de video. Esta
señal es transmitida a través de un cable a la
unidad de control, que la amplifica y la envía al
monitor de televisión para su visualización.
¿Cuáles son los riesgos debidos
a las dosis de radiación
ionizante que se reciben por las
diferentes exploraciones
diagnósticas en medicina?
Se estima que el riesgo adicional, durante la vida, de
cáncer fatal por un examen TC abdominal
en un adulto es un exceso de riesgo muy reducido
comparado con el alto riesgo total de cáncer
(cerca de 1 entre 3) y usualmente es ampliamente
contrarrestado por el beneficio que se obtiene
con el examen TC.
Hay que distinguir en primer lugar entre la exposición
puntual a altas dosis (muy por encima de 100 mili
sieverts), que puede provocar efectos agudos en poco
tiempo (como malestar, quemaduras en la piel, caída de
pelo, diarreas, náuseas o vómitos), y los daños
acumulados, que pueden causar problemas de salud más
graves a largo plazo (cáncer fundamentalmente), sobre
todo leucemias y cáncer de tiroides. Estos efectos tienen
que ver con la capacidad de las radiaciones ionizantes
para provocar cambios en la estructura de las células, es
decir, para alterar su ADN; algo que no ocurre con las
radiaciones no ionizantes (como las de infrarrojos).
Para deshacerse de un equipo de rayos X antiguo (fuera de
uso) habría que proceder a la inutilización del tubo de rayos
X. El resto del equipamiento se puede tratar como chatarra
convencional. Para efectuar esta operación, es necesario
ponerse en contacto con la empresa de venta de asistencia
técnica de equipos de rayos X autorizada. La información
con el listado de las empresas autorizadas se encuentra en
la página web del Ministerio de Industria, Turismo y
Comercio
BIBLIOGRAFIA
https://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Content-es/index.htm
https://rpop.iaea.org/RPOP/RPoP/Contentes/InformationFor/Patients/index.htm
Sociedad Española de Protección Radiológica
https://espanol.epa.gov/espanol/informacion-basica-sobre-la-radiacion
https://www.ffis.es/ups/proteccion_radiologica_radiologia_intervencionista/TEMA%203%20EL%20HAZ%20DE%20RADIA
CION.%20ESPECTRO%20DE%20RAYOS%20X.pdf