Biofísica de las radiaciones ionizantes

Explica que es una radiación y que es una radiación nuclear

RADIACIÓN

El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material

Se denomina radiación al conjunto de fenómenos físicos a los que va asociado un estado de propagación: luz, rayos X, rayos infrarrojos y emisiones corpusculares debidas a la emisión de partículas por los átomos

La radiación, procede de las radiaciones cósmicas del espacio exterior (Sol y estrellas), pues ellos son gigantescos reactores nucleares, aunque lejanos; también de los elementos naturales radiactivos (uranio, torio, radio) que existen de forma natural en el aire, agua, alimentos, o el propio cuerpo humano (potasio, carbono-14)

RADIACIÓN NUCLEAR

Cuando hablamos de la radiación nuclear, lo que casi siempre se refiere es a la radiación ionizante a partir de la desintegración nuclear. La emisión de partículas desde un núcleo inestable se denomina desintegración radiactiva. La desintegración radiactiva solo sucede cuando hay un excedente de masa-energía en el núcleo.

La radiación nuclear surge a partir de cientos de diferentes tipos de átomos inestables. Aunque existen muchos en la naturaleza, la mayoría se crean en las reacciones nucleares . Las radiaciones ionizantes que pueden dañar los tejidos vivos se emiten como los átomos inestables (radionucleidos) cambio ("descomposición") en forma espontánea para convertirse en diferentes tipos de átomos.

La radiación ionizante se llama así porque es capaz de ionizar las cosas que le llega. Hay otras formas de radiación de la desintegración nuclear, que no son ionizantes, como los neutrinos y fotones de baja energía, y otras fuentes de radiación ionizante, como los rayos cósmicos

Escribe la diferencia entre radiación ionizante y no ionizante

Escribe la diferencia entre un nuclido inestable o radioactivo y un nuclido estable o no radioactivo

¿Qué es una radionúclido? Escribe las principales radionúclidos usados en medicina nuclear? Propiedades

Se denomina radionúclido a un elemento químico que ha perdido o liberado un neutrón o protón, reduciendo así su número masivo.

Núcleo atómico que se caracteriza por emitir radiaciones ionizantes para transformarse en otro, que a su vez puede emitir o no radiaciones, hasta llegar a alcanzar la estabilidad nuclear, transformándose al final en un núclido estable

RADIONUCLEIDOS DIAGNÓSTICOS

TECNECIO-99m

Dentro de los radionucleidos más utilizados para estudios diagnósticos en medicina nuclear está el tecnecio. El 99Tc es un elemento artificial que no se encuentra en la naturaleza y fue descubierto en 1937 por Carlo Perrier (1886-1948) y por Emilio Gino Segre (1905-1989).

El elemento tecnecio con número atómico 43 se encuentra en el grupo 7B de la tabla períódica entre el manganeso y el renio y está al lado derecho del molibdeno y al lado izquierdo del rutenio .Todos los isótopos, desde el 90Tc al 106Tc, son radiactivos. El tecnecio-99 se desintegra por emisión beta y se transmuta a rutenio-99. Al mismo tiempo, por transición isomérica y la emisión de una radiación gamma monoenergética de 140 keV pasa al tecnecio-99-metaestable 99mTc, con una vida media de 6 horas. Este radionúclido diagnóstico se obtiene en el laboratorio a partir de un generador de molibdeno-99 (99Mo/99mTc). La energía de la radiación gamma es apropiada para ser detectada por los equipos actuales con cristal de centelleo o gamma cámaras.

Por ser metal de transición es muy versátil y puede formar compuestos y complejos (radiofármacos) con números de oxidación del +7, +6, +5, +4, +3, +2, +1, 0, – 1, -2 y del -3. Esta versatilidad es sumamente útil en la Medicina Nuclear ya que se utiliza en gammagrafía de diferentes órganos. Los compuestos de coordinación pueden llevar como vector a anticuerpos, péptidos o nucleótidos y se unen al tecnecio por medio de un conector y un ligante específico. Estos radiofármacos son útiles para estudios a nivel molecular.

GALIO-67

El galio-70 estable tiene propiedades semejantes a las del indio y a las del talio. El 67Ga es un radionúclido que se desintegra por captura de electrones a zinc-67; tiene una T½ 3.24 días y también se obtiene por captura de electrones (100 %). El intervalo de energía de las 10 emisiones gamma es 83-888 keV y las más utilizadas para su detección en las gamma cámaras son la de 93 keV y la de 185 keV. En forma de citrato se utiliza para la detección de focos de infección y tumores malignos ya que se une a la transferrina y a otras proteínas séricas.

INDIO-111

El indio-115 con número atómico 49 pertenece, junto con el galio y el talio, al grupo IIIA del boro, y se encuentra entre el cadmio y el estaño. El indio-111 (111In) es un radionúclido diagnóstico para visualizar focos de infección unido en forma de 111InCl3 a los leucocitos del paciente y para marcar el péptido octreótido en la detección de tumores de tipo neuroendócrino.

El 111In es producto de importación pues se obtiene en un ciclotrón y su t½ es de 2.83 días y la energía de las radiaciones gamma es de 247 kev y 150 kev.

TALIO-201

El elemento talio-204 es también miembro de la familia IIIA y se encuentra entre el mercurio y el plomo. Es un elemento que ha sido utilizado como raticida y veneno para personas pero, la concentración utilizada en forma de tricloruro de talio- 201, desde 1975, para estudios cardíacos es micromolar y por lo tanto no es tóxico y sí muy útil en medicina nuclear. El 201Tl tiene una vida media 3.08 días y las radiaciones gamma son de 167 y de 135 keV.

FLUOR-18

El fluor-18 es un radioisótopo del único halógeno estable: el fluor-19 el no-metal más reactivo y más electronegativo. El 18F es un emisor de positrones que se detectan por las gamma cámaras PET en los estudios de tomografía por emisión de positrones. Su vida media es de 1.83 horas por lo cual se obtiene in situ en un "baby" ciclotrón acoplado a la cámara PET. En concentraciones muy bajas se une el 18F a la deoxiglucosa para hacer los estudios de detección de zonas que muestran metabolismo acelerado de la glucosa en los órganos o tejidos.

YODO-131

El yodo-131 es otro halógeno que ha sido utilizado en medicina, desde hace más de 70 años, debido a sus características favorables para estudiar el metabolismo de la glándula tiroides la cual concentra el 131I junto con el yodo estable en la triyodotironina y la tetrayodotiroxina celulares.

Tiene una vida media de 8.04 días, intervalo de energías gamma de 80-723 keV siendo la de 364 keV la más utilizada para estudios diagnósticos de funcionamiento tiroideo.

Se pueden marcar muchas moléculas, orgánicas e inorgánicas como anticuerpos y péptidos, por substitución de un átomo estable por uno de yodo-131 o bien de yodo-125 o de yodo-123.

RADIONUCLEIDOS TERAPÉUTICOS

YODO-131

El yodo-131 tiene la particularidad de ser un radionúclido diagnóstico y terapéutico. Emite radiaciones beta negativas de 807 keV que pueden destruir las células malignas de cáncer tiroideo y sus metástasis.

YTRIO-90

El ytrio-90 con número atómico 39 pertenece al grupo IIIB, entre el estroncio y el circonio, de los metales de transición. Es un emisor puro de radiaciones beta y el radionúclido 90 Y ha sido utilizado en aplicaciones terapéuticas de cáncer.

SAMARIO-153

Entre los elementos del grupo lantánido se encuentra el samario. El radionúclido utilizado en terapia es el samario-153 en forma de cloruro. Se caracteriza por una vida media de 1.95 días. Emite radiaciones gamma y beta por lo cual es útil para diagnóstico y para terapia. Emite radiaciones gamma de 103 keV y radiaciones beta de 803 keV. Forma complejos con número de oxidación de 8 unido a fosfonatos y se utiliza para paliar el dolor óseo producido por las metástasis.

DISPROSIO-166/HOLMIO-166

Dos lantánidos (entre el terbio y el erbio) utilizados como radionucleidos terapéuticos son el disprosio y el holmio. El 166Dy decae espontáneamente al holmio- 166; tiene T½ de 81.5 horas, radiaciones gamma con energía de 370 kev y radiaciones beta de 130 kev.

El 166Ho tiene una vida media de 26.6 horas, sus radiaciones gamma tienen energía de 1377 keV y las beta de 665.7 keV.

Estos dos radionucleidos tienen la particularidad de que pueden utilizar en forma de generador in vivo. Es decir, se inyecta un complejo de disprosio que decae espontáneamente a holmio y dentro del organismo se tendrá el mismo complejo pero marcado con los dos radionucleidos. El generador in vivo se ha utilizado con éxito para la ablación de médula ósea y para otros fines terapéuticos.

El disprosio-165 con radiaciones beta negativas de 1290 keV y vida media de 2.33 horas se utiliza para terapia de articulaciones en forma de precipitado de macro agregados de óxido de hierro.

RENIO-186

El renio fue el último elemento de la tabla periódica descubierto en 1925 por los Noddack. Los dos isótopos estables que existen en la naturaleza son el renio-187 (62.93%) y el 37.02% corresponde al renio-185.

El 186Re se obtiene en forma de cloruro; tiene T½= 3.77 días; energía de las radiaciones gamma: 137 keV y la energía de las radiaciones beta es: kev; decae espontáneamente al osmio-186, que prácticamente es estable porque su vida media es de miles y millones de años y como tal se encuentra en la naturaleza.

RENIO-188

El radioisótopo 188Re tiene una T½ de 16.98 horas con emisión de radiaciones beta con 2116 keV de energía ideales para tratamiento y radiaciones gamma de 155- 2021 keV siendo las de 155 keV las más frecuentes y las que se usan en gammagrafía.

El 188Re se puede obtener a partir de una columna de cromatografía que contiene tungsteno-188 con vida media de 69.4 días. El generador de 188W/188Re se eluye con solución salina fisiológica todos los días y aunque el generador es costoso tiene una vida útil de 6-8 meses. El 188Re se obtiene en forma de perrenato con número de oxidación de 7+ y, al igual que el tecnecio, se puede reducir con cloruro estanoso y formar múltiples complejos con diferentes números de oxidación. Unido al anticuerpo anti-CD20 de los linfocitos se une específicamente a sus receptores (antígenos) presentes en linfomas. Además de su aplicación en hemato-oncología el 188Re tiene varias aplicaciones en medicina.

LUTECIO-177

El lutecio-175 es el último de los lantánidos y se encuentra a la derecha del iterbio. El 177Lu emite radiaciones gamma de 113 keV y radiaciones beta de 497 keV; decae a hafnio-177 estable con vida media de 6.71 días. Por medio del conjugado DOTA octreotate se ha estudiado su eficiencia para tumores malignos pancreáticos inducidos en ratones atímicos.

Explica en qué consiste la fusión y fisión nuclear

FISIÓN:

Cuando un átomo pesado (como por ejemplo el Uranio o el Plutonio) se divide o rompe en dos átomos más ligeros, la suma de las masas de estos últimos átomos obtenidos, más la de los neutrones desprendidos es menor que la masa del átomo original, y de acuerdo con la teoría de Albert Einstein se desprende una cantidad de Energía que se puede calcular mediante la expresión E = m C2

Para romper un átomo, se emplea un neutrón porque es neutro eléctricamente y por tanto, al contrario que el protón o las partículas alfa, no es repelido por el núcleo. El neutrón se lanza contra el átomo que se quiere romper, por ejemplo, Uranio-235. Al chocar el neutrón, el átomo de Uranio-235 se convierte en Uranio-236 durante un brevísimo espacio de tiempo, como este último átomo es sumamente inestable, se divide en dos átomos diferentes y más ligeros (por ejemplo Kriptón y Bario o Xenon y Estroncio), desprendiendo 2 ó 3 neutrones (el número de neutrones desprendidos depende de los átomos obtenidos, supongamos como ejemplo 3 neutrones). Estos 3 neutrones, vuelven a chocar con otros 3 átomos de Uranio-235, liberando en total 9 neutrones, energía y dos átomos más ligeros, y así sucesivamente, generándose de esta forma una reacción en cadena.

FUSIÓN:

La fusión nuclear es la reacción en la que dos núcleos muy ligeros, en general el hidrógeno y sus isótopos, se unen para formar un núcleo más pesado y estable, con gran desprendimiento de energía. La energía producida por el Sol tiene este origen.

Para que se produzca la fusión, es necesario que los núcleos cargados positivamente se aproximen venciendo las fuerzas electrostáticas de repulsión. En la Tierra, donde no se puede alcanzar la gran presión que existe en el interior del Sol, la energía necesaria para que los núcleos que reaccionan venzan las interacciones se puede suministrar en forma de energía térmica o utilizando un acelerador de partículas.

La solución más viable es la fusión térmica. Estas reacciones de fusión térmica, llamadas reacciones termonucleares, se producen en los reactores de fusión y fundamentalmente con los isótopos de hidrógeno.

Para qué se usa el contador Geiger – Müller y Contador de Centelleo

El contador Geiger–Müller es un instrumento que permite medir la radiactividad de un objeto o lugar. Es un detector de partículas y de radiaciones ionizantes.

El C.G.M. está formado por un tubo metálico herméticamente cerrado, en cuyo interior se ubica un conductor aislado (filamento de tungsteno), en la misma dirección del eje del tubo. Ese filamento es el ánodo. El cátodo es una capa fina de acero inoxidable que cubre la cara interior del cilindro y que sirve de cátodo. El cátodo está conectado a la tierra. En el interior del tubo se encuentra el gas argón a una presión de 260 mmHg, mezclado con algunos vapores orgánicos.

La alta tensión entre el cátodo y el ánodo ocasiona en las cercanías del filamento un campo eléctrico de gran intensidad. La tensión debe elegirse de manera de que no se produzca descarga espontánea

Una resistencia de 100 MW a 1000 MW limita la corriente en caso de producirse una descarga a través del gas enrarecido.

La descarga luminiscente que dentro de poco tiempo rodea el filamento anódico debe producirse solamente a causa de la incidencia de partículas ionizadoras (alfa o beta) o rayos gamma. La descarga origina la existencia de una corriente a través de la resistencia, lo que provoca una caída de potencial entre sus extremos. Esto hace bajar la tensión entre el conductor central y las paredes del tubo de modo que la descarga cesa. A continuación la tensión adquiere nuevamente su valor inicial. Después de transcurrido el tiempo necesario para este proceso (tiempo muerto) el tubo se encuentra preparado para recibir nuevas partículas.

La adición de vapores orgánicos como Formiato de Etilo, Bromo o Cloro tiene por objeto:

a) Evitar que los iones positivos lleguen al cátodo con la energía suficiente para arrancar de él más electrones que generen pulsos de descargas.

b) Absorber fotones emitidos por átomos excitados que vuelven a su estado fundamental, los que podrían también generar este tipo de pulsos

Los contadores de centelleo detectan la producción de centelleos o destellos de luz

El principio de funcionamiento de los detectores de centelleo se basa en una propiedad denominada luminiscencia o emisión de luz visible. Esta propiedad se da cuando estas sustancias son expuestas a radiación ionizante. La excitación molecular producida da origen a una desexcitación rápida conocida como fluorescencia o centelleo. Disponiendo de un elemento transductor tal como una célula fotoeléctrica, suficientemente sensible cada una de estas emisiones de luz visible o destellos correspondiente a una sola partícula o fotón puede ser detectado y transformando en una señal eléctrica.

El fenómeno de luminiscencia se basa en que al incidir un fotón o partícula cargada en un medio material, una parte de la energía se invierte en ionizaciones y excitaciones, las cuales van seguidas de emisión de ondas electromagnéticas, es decir de fotones de menor energía que la partícula o fotón incidente.

Los centelleadores son materiales en los que la producción de ondas electromagnéticas tiene lugar en la región visible y el ultravioleta. Estas sustancias con buenas propiedades de luminiscencia son escasas.

Explica el efecto COMPTON

El efecto Compton consiste en el aumento de la longitud de onda de un fotón de rayos X cuando choca con un electrón libre y pierde parte de su energía. La frecuencia o la longitud de onda de la radiación dispersada dependen únicamente de la dirección de dispersión.

Este efecto es consecuencia de una colisión entre el fotón gama incidente y un electrón que se encuentre libre en el material. Este electrón porta una energía que depende del ángulo con que fue dispersado finalmente el fotón.

La variación de longitud de onda de los fotones dispersados, ??, puede calcularse a través de la relación de Compton:

Para los fotones dispersados a 90º, la longitud de onda de los rayos X dispersados es justamente 0.0243 Å mayor que la línea de emisión primaria

¿Cuáles son las fuentes de radiaciones naturales y artificiales (médicas) que recibe una persona? Escribe la dosis (rem)

FUENTES DE RADIACIONES NATURALES

• Rayos Cósmicos

La mayoría de ellos tienen su origen en las profundidades del espacio interestelar, algunos son una consecuencia de las deflagraciones solares. Los rayos cósmicos irradian la tierra directamente e interaccionan con la atmósfera, produciendo tipos adicionales de radiación y diferentes materiales radiactivos.

Las zonas polares reciben un flujo mayor que las zonas ecuatoriales, al ser desviada la radiación por el campo magnético terrestre. La exposición aumenta también con la altitud sobre el nivel del mar al disminuir la protección dispensada por la atmosfera.

• Radiación Terrestre

Los principales materiales radiactivos presentes en las rocas son el potasio -40, el rubidio – 87, y dos series de elementos reactivos procedentes de la desintegración del uranio – 238 y del torio – 232, dos radionúclidos de larga vida que existen en la tierra desde su origen

La presencia de nucleídos radiactivos naturalmente hace que algunas rocas y suelos sean la fuente principal de irradiación terrestre de todo individuo cuando se encuentra al aire libre. Las rocas ígneas, como el granito, son más radiactivas que las sedimentarias, excepciones hechas de los esquistos y las rocas fosfatadas que son altamente radiactivas.

• Irradiación Interna

Dos tercios de la dosis equivalente efectiva recibida por el hombre de las fuentes naturales proceden de sustancias radiactivas que se encuentran en el aire que respira, los alimentos que come y el agua que bebe. Una parte muy pequeña proviene de radionucleidos como el carbono-14 y el tritio producidos por la reacción cósmica, casi toda ella procede de fuentes terrestres. El hombre recibe en promedio unos 180 microsievert al año de potasio -40, incorporado junto con el potasio no radiactivo, que es un elemento químico esencial para el organismo. Sin embargo, la mayor parte de la dosis proviene de los nucleídos resultantes de la desintegración del uranio-283, en menor medida del torio- 232 .Algunos de ellos, como el plomo 210 o el polonio-210, se introducen en el organismo fundamentalmente con la comida. Ambos se encuentran concentrados en pescados y mariscos, por ende quienes ingieren grandes cantidades de estos alimentos son susceptibles a recibir dosis correspondientes más elevadas.

• El Radón

Científicos han empezado a darse cuenta de que la fuente más importante de radiación natural es un gas invisible, insípido o inodoro, siete veces y media más pesado que el aire, denominado ladón , EL UNSCEAR ha estimado que el radón y sus "hijas" los radionucleidos formados por sus desintegración contribuyen con tres cuartas partes de la dosis equivalente efectiva anual recibida por el hombre de fuentes terrestres naturales y aproximadamente la mitad de la recibida de la totalidad de las fuentes naturales. La mayoría de estas dosis provienen de la inhalación de los radionucleidos, especialmente en ambientes cerrados. El Radón se presenta en dos formas principales: el radón- 22, uno de los radionucleidos presentes en el procedo de desintegración del uranio-238 y el radón-220, producido en las series de desintegración del torio-232.

OTRAS FUENTES

El carbón, como la mayoría de los materiales naturales, contiene vestigios de radionucleidos primordiales. Su combustión produce la liberación de estos, que hasta entonces yacían en las profundidades de la tierra al medio ambiente, donde pueden afectar al hombre

La energía geotérmica, constituye otra fuente de incremento de exposición a la radiación

Los fosfatos son explotados de manera extensiva en todo el mundo; se emplean sobre todo en la elaboración de fertilizantes. La mayoría de los yacimientos de fosfatos contienen altas concentraciones de uranio. La extracción y transformación del mineral produce la liberación de radón, al tiempo que los fertilizantes obtenidos son radiactivos y contaminan los alimentos.

¿Cuáles son los efectos de una exposición a diversas dosis de radiación gamma sobre el cuerpo? Dosis (rd)(0-25) ,(25-100), (100-200), (200-600), (600-1000)

¿Cuáles son los efectos directos e indirectos de las radiaciones ionizantes en el cuerpo?

La acción de la radiación sobre la célula se puede clasificar en directa o indirecta, según el lugar en el que produzcan esas interacciones.

La acción directa ocurre cuando una partícula ionizante, o una radiación en general, interacciona y es absorbida por una macromolécula biológica como el DNA, el RNA, las proteínas estructurales y enzimáticas o cualquier otra macromolécula de la célula, que se traduce en cambios de su estructura o de su función. Así pues el daño se produce por la absorción directa de energía y por la subsecuente ionización de una macromolécula biológica de la célula.

Los efectos de los radicales libres en la célula se potencian por su capacidad para iniciar reacciones químicas y, por lo tanto, para producir lesiones en lugares distantes en la célula. Aunque en la interacción de las radiaciones con el agua ocurren muchas otras reacciones y se forman otros muchos productos, se cree que los radicales libres son un factor fundamental en la producción de lesiones celulares (un radical libre se caracteriza porque contiene un solo electrón orbital no emparejado que le hace fuerte reactivo, debido a la tendencia del electrón no emparejado a emparejarse con otro electrón).

• Eritema de la piel, malestar

• Abortos, malformaciones congénitas.

• Esterilidad, caída del cabello, cataratas.

• Hemorragias, muerte

• Cáncer (leucemia, cáncer de pulmón).

• Mutaciones en el ADN

• Cambios en el número y la estructura de los cromosomas

• La inhibición de la división celular

• Neoplasias

Sistema hematopoyético

La perdida de leucocitos conduce, tras la radiación, a una disminución o falta de resistencia ante procesos infecciosos. Por otra parte, la disminución del número de plaquetas, indispensables para la coagulación de la sangre, provoca una marcada tendencia a las hemorragias, que sumada a la a falta de producción de nuevos elementos sanguíneos de la serie roja pueden desarrollar una anemia importante.

Aparato digestivo

La radiación puede llegar a inhibir la proliferación celular y, por tanto, el revestimiento puede quedar altamente lesionado, teniendo lugar una disminución o supresión de secreciones, perdida de elevadas cantidades de líquidos y electrolitos, especialmente sodio, así como también pueden producirse el paso de bacterias del intestino a la sangre, con los gravase trastornos que ello implica.

Piel

Después de aplicar dosis de radiación moderas o altas se producen reacciones tales como inflamación, eritema, depilación, ampollas, necrosis, ulceración, fibrosis y descamacion seca o húmeda de la piel, cáncer a la piel.

Testículo

Como consecuencia de la irradiación de los testículos se puede producir la despoblación de las espermatogonias, lo que se traduce en la disminución del número de nuevos espermatozoides (células y a funcionales). Por esta razón se produce un periodo variable de fertilidad.

Ovario

Después de irradiar los ovarios con dosis moderadas, existe un periodo de fertilidad, debido a los relativamente radiorresistentes folículos maduros, que pueden liberar un óvulo. A este periodo fértil le puede seguir otro de esterilidad temporal o permanente, a consecuencia de las lesiones en los folículos intermedios al impedir la maduración y expulsión del óvulo. Posteriormente puede existir un nuevo periodo de fertilidad como consecuencia de la maduración de los óvulos que se encuentran en los folículos pequeños, que son más radiorresistentes.

Aparato respiratorio.

El pulmón no es muy radiosensible, pero la exposición rápida a una dosis de 6 a 10 Sv puede hacer que en la zona expuesta se desarrolle neumonía aguda en el plazo de uno a tres meses. Si se afecta un volumen grande de tejido pulmonar, el proceso puede originar insuficiencia respiratoria al cabo de unas semanas, o conducir a fibrosis pulmonar en meses o años después.

Cristalino del ojo.

Las células del epitelio anterior del cristalino, que continúan dividiéndose toda la vida, son relativamente radiosensibles. El resultado es que una exposición rápida del puede generar opacidad polar posterior microscópica; cataratas que dificulten la visión.

Lesión radiológica de todo el cuerpo.

La exposición rápida de una parte importante del cuerpo a una dosis superior a 1 Gy puede producir el síndrome de radiación agudo, caracterizada por malestar general, anorexia, náuseas y vómitos, seguida de un período latente, una segunda fase de enfermedad y por último, la recuperación o la muerte La fase principal de la enfermedad adopta por lo general una de las formas siguientes, según la localización predominante de la lesión radiológica: hematológica, gastrointestinal, cerebral o pulmonar.

¿Cuáles son las dosis máximas permisible (DPM) para todo el cuerpo según las actividades (poblaciones)?

¿Qué es un radiofármaco o trazador? ¿Cómo se administra?

Un radiofármaco o trazador es una sustancia compuesta por una molécula trazadora que determina la ruta metabólica del radiofármaco dentro del organismo y por un isótopo radiactivo cuya radiación es monitoreada por la gamma cámara , que puede administrarse, generalmente en forma inyectable. Estos radiofármacos actúan como balas mágicas que se envían directamente a un tumor, ya sea para estudiarlo, tratarlo o destruir células cancerosas. Se administran a dosis muy pequeñas, y deben ser estériles, libres de pirógenos, no tienen acción farmacológica, ni efectos secundarios ni reacciones indeseables graves

En la actualidad existen muchos radiofármacos o trazadores, aunque la mayoría emplean como isótopo radiactivo el tecnecio-99 porque no emite partículas, solamente radiación gamma, es fácil de manejar, se detecta con facilidad y está poco tiempo activo en el organismo. Ello permite realizar la exploración con una irradiación mínima al paciente. Otros isótopos empleados en medicina nuclear son el yodo, el galio, el inidio, el talio y el xexón, en función del órgano o tejido que se vaya a explorar.La radiación que emite el isótopo se puede detectar desde el exterior mediante diferentes tipos de equipos:

Una gammacámara, que detecta radiación gamma, que proporciona la gammagrafía Un detector de fotones, que proporciona la tomografía computadorizada por emisión de fotones (SPECT)Un detector de positrones, que proporciona la tomografía de emisión de positrones (PET)

Explica los principios básicos de la gammagrafía y la tomografía axial computarizada (TAC)

La Gammagrafía permite ver el funcionamiento de los órganos y detectar problemas en áreas específicas del cuerpo como la glándula tiroides, el corazón, el hígado, riñones o los huesos.

Se basa en la imagen que producen las radiaciones generadas tras la inyección o inhalación en el organismo de sustancias que contienen isótopos radiactivos (yodo, tecnecio, indio, galio, etc).

Esta señal radiactiva es tratada por un circuito electrónico llamado gamma cámara, posteriormente es transformada en una señal eléctrica que es analizada mediante una computadora y es representada como una imagen, como curva, como datos numéricos. Para documentar los resultados se usan distintas escalas de grises o en color. De esta forma se puede estudiar la llegada del radiofármaco al órgano, su distribución y posteriormente su eliminación.

La captación diferencial de dichas sustancias por las distintas células o tejidos permite distinguir zonas de diferente perfusión o captación. Las bases del estudio gamma gráfico radican en la utilización de radiotrazadores (o radiofármacos) y el posterior registro de la distribución de éstos en el organismo mediante sistemas de detección.

Los radiotrazadores poseen una doble naturaleza; por una parte la molécula posee características que hacen que se distribuya por el organismo de forma específica, pero son los isótopos radiactivos emisores gamma que llevan artificialmente incorporados, los que permiten su detección, y por tanto la puesta en evidencia del resultado de los procesos que hacen que esta sustancia se deposite en distintas localizaciones.

La tomografía axial computada (TAC) o también conocida como tomografía computada (TC), es un método imagen lógico de diagnóstico médico, que permite observar el interior del cuerpo humano, a través de cortes milimétricos transversales al eje céfalo-caudal, mediante la utilización de los rayos X.

Un aparato de TAC consta básicamente de un anillo (como un donut) en el que se introduce al paciente, un emisor y un receptor de rayos X tras las paredes del anillo que pueden girar alrededor de él, y un ordenador que analiza los datos obtenidos por el detector. Para emitir los rayos X se utiliza un pequeño acelerador de partículas: se aceleran electrones y se hacen impactar contra un objetivo de metal. Cuando los electrones chocan contra el metal y frenan bruscamente, la energía cinética que tenían se emite en forma de radiación electromagnética (fotones). Puesto que los electrones se movían muy rápido, esos fotones tienen una energía, y por lo tanto una frecuencia, muy grandes, y una longitud de onda muy corta (de unos 10-10 metros): son rayos X. Dependiendo de la velocidad que tuvieran los electrones y el metal utilizado (unos, como el tungsteno, los frenan más rápido que otros como el molibdeno) se puede regular la frecuencia de la radiación. A la salida del cañón de rayos X, que emite un cono de radiación, se coloca una pantalla de plomo (el plomo es un excelente apantallador de rayos X) con una rendija muy fina. Lo que la atraviesa es, por tanto, una especie de "rodaja" del cono, con forma de abanico fino. Evidentemente, cuanto más fina sea la rendija, mayor será la precisión del proceso.

Esa "rojada" de rayos X atraviesa el objeto en cuestión .Naturalmente, no todos los fotones atraviesan tu cuerpo y llegan al otro lado del anillo: algunos son absorbidos. Los que atraviesan material más denso son absorbidos más frecuentemente, mientras que los que pasan por zonas blandas son candidatos más probables a llegar al otro extremo. Evidentemente, esto significa que estás absorbiendo radiación ionizante, lo cual tiene sus problemas, pero de esto hablaremos luego.

Al otro lado del cañón se encuentra un detector de rayos X.El detector registra una línea de fotones de rayos X, justo la proyección del corte de tu cuerpo sobre él. Unos puntos de la línea serán más brillantes que otros, dependiendo de dónde había hueso, cartílago, aire, agua… cuando el haz atravesó tu cuerpo. A continuación, el cañón y el detector, que están montados sobre un soporte giratorio, rotan un pequeño ángulo.. El detector registra los fotones de rayos X que le llegan, y el anillo que contiene el cañón y el detector gira de nuevo. Cuando han completado 360°, se habrán obtenido las proyecciones del corte en todas las posibles direcciones de esa sección. Todos estos datos son pasados a un ordenador, que no hace que revertir el proceso físico para reconstruir la sección completa. El resultado es una imagen bidimensional de esa sección del objeto